本发明专利技术公开了一种可见光催化剂Bi4O5Br2及其制备方法，发明专利技术人采用改进低温水热法，通过控制铋源和溴源的用量来控制卤氧铋中Bi、O、Br的组成，成功制备出层饼状Bi4O5Br2新型可见光催化剂。本发明专利技术的制备方法生产工艺简单、操作容易、合成温度低、反应产率高(92％)，而且环境友好、原料易得、成本低廉，符合实际生产的需要。本发明专利技术的可见光催化剂具有很好的可见光催化活性，在可见光照射下，短时间内可对多种有机污染物(罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝)进行完全降解，催化剂的光腐蚀性小，重复使用性好，可应用于工业化生产，尤其在利用太阳能光催化分解有机污染物中有较好的应用价值，市场潜力大。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可见光催化剂Bi4O5Br2，专利技术人采用改进低温水热法，通过控制铋源和溴源的用量来控制卤氧铋中Bi、O、Br的组成，成功制备出层饼状Bi4O5Br2新型可见光催化剂。本专利技术的制备方法生产工艺简单、操作容易、合成温度低、反应产率高(92％)，而且环境友好、原料易得、成本低廉，符合实际生产的需要。本专利技术的可见光催化剂具有很好的可见光催化活性，在可见光照射下，短时间内可对多种有机污染物(罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝)进行完全降解，催化剂的光腐蚀性小，重复使用性好，可应用于工业化生产，尤其在利用太阳能光催化分解有机污染物中有较好的应用价值，市场潜力大。【专利说明】可见光催化剂Bi4O5Br2
本专利技术属于光催化和材料化学
，尤其涉及一种可见光催化剂Bi4O5Br2。
技术介绍
由于在太阳能转换和环境净化等方面的潜在应用能力，半导体光催化在过去的二十多年里成为学术研究热点之一。在各种各样的光催化材料之中，纳米T12由于具有强的氧化能力、低价、无毒、生物和化学惰性，以及长期的光和热稳定等特性而得到了最多的关注和研究。然而，由于T12是宽禁带半导体，只能对λ <380nm的紫外光照射产生响应，这严重限制了其在太阳光或室内灯光环境下的实际应用，因为这些光源辐射以可见光为主。因此，寻找、设计和合成新的具有可见光响应和高效的光催化剂是当前光催化领域的研究重点。 由于卤氧化铋B1X(X = Cl，Br，I)具有特殊的结构，对于光生电子空穴的分离非常有利，因此能够获得高的光催化效率。通过晶体结构和能带结构的设计合成可以得到高活性的卤氧化铋化合物光催化剂。中国专利“一种溴氧化铋光催化剂的制备方法”(专利号201010141878.9【公开日】2010-07-28)利用硝酸铋和溴代十六烷基吡啶为原料，在水热法条件下制备了 B1Br可见光催化剂，可见光照射下，对印染废水和微囊藻毒素均有较好的降解活性。中国专利申请“一种具备光催化活性的卤氧化铋光催化剂的制备方法”(专利申请号201210136733.9【公开日】2012-09-19)采用吡啶类阳离子表面活性剂和卤化钠为原料制备了 B1Cl、B1Br, B1I三种可见光催化剂，其微囊藻毒素均有较好的降解作用。不同原子组成(B1、O、X)的多氧卤化氧铋复杂化合物也具有优越的可见光催化活性，引起了众多研究者的兴趣和关注。中国专利“可见光光催化剂Bi12O17Cl2”(专利号201110444323.6【公开日】2012-07-11)采用了无机盐氯化钾替代十六烷基氯化铵(CTAC)作为氯源，通过调节反应溶液的pH值合成出一种全新计量比的高效可见光催化剂Bi12O17C12,该催化剂对污染物五氯苯酚(PCP)接近100%的降解。中国专利申请“可见光催化剂Bi3O4Br”(专利申请号201110435787.0【公开日】2012-07-11)利用铋盐和季铵盐为原料，采取低温水热法来控制卤氧铋中不同原子的计量比，制备了新型可见光催化剂Bi3O4Br,该催化剂对罗丹明B有较好降解作用。中国专利申请“可见光催化剂Bi5O7Br。”(专利申请号201410029932【公开日】2014-04-30)利用铋源和溴源为原料，采取低温水热法来控制卤氧铋中不同原子的计量比，制备了有由Bi5O7Br微米片组成的十字星形结构，该催化剂对罗丹明B、甲基橙均有很好降解作用。通常，半导体氧化物的光催化活性不仅仅由其化学组成所决定，同时也受到其形貌、大小和构型等属性的影响。如晶体结构和带结构、结晶度、晶粒尺寸、比表面积和孔结构等。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种形貌新颖、光催化性能优良的可见光催化剂Bi4O5Br2。 为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:可见光催化剂Bi4O5Br2，具有由Bi4O5Br2微米片组成的层饼状结构。 层饼状结构尺寸在2?5微米左右。 上述可见光催化剂Bi4O5Br2，在可见光照射下，15分钟内对罗丹明B 100%降解， 且重复使用5次催化活性无明显降低。 上述可见光催化剂Bi4O5Br2的制备方法，包括以下步骤: <1>称取1.5?3.5克的铋源溶于1.0?3.0mL的浓酸中，加水稀释至8?15mL，搅拌均匀； <2>称取0.5?1.5克的溴源溶于10?20mL的去离子水中，搅拌均匀； <3>将步骤〈2>得到的溶液缓慢加入到步骤〈1>得到的溶液中，用I?3mol/L碱溶液调节pH值为4.0?9.0，搅拌10?40min ;将混合物转移到50mL有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热釜中，控制溶液体积30?40mL，然后进行水热处理，处理温度为120?180°C，恒温18?36小时; <4>待步骤〈3>结束后，真空抽滤分离固体产物，将所得固体产物用去离子水和无水乙醇分别洗涤至中性，然后在50?80°C干燥10?24小时，即得淡黄色Bi4O5Br2固体粉末。 铋源是五水硝酸铋，浓酸是浓硝酸，溴源是十六烷基三甲基溴化铵，碱溶液是氢氧化钠溶液。 五水硝酸铋为2.4克，十六烷基三甲基溴化铵为0.75克，氢氧化钠溶液为2mol/L。 步骤〈3>中调节反应液pH值为5.0，水热处理温度为160°C，恒温24小时。 步骤〈4>中干燥温度为80°C，干燥时间为12小时。 专利技术人采用改进低温水热法，通过控制铋源、溴源的用量和改变制备条件来控制卤氧铋中B1、O、Br的组成，成功制备出具有层饼状结构的Bi4O5Br2新型可见光催化剂，从而有效地提高了催化剂的光催化性能。该法具体是将铋源和溴源溶解在酸性水溶液中，调节PH值到一定范围，然后通过水热合成法处理后即可。本专利技术的制备方法反应在低温下进行，不需要任何热处理后续步骤，整个生产工艺简单、操作容易、合成温度低、反应产率高(92%)，而且环境友好、原料易得、成本低廉，符合实际生产的需要。本专利技术的可见光催化剂系没有掺杂的、单相的溴氧化铋，具有很好的可见光催化活性，在可见光照射下，短时间内可对多种有机污染物(罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝)进行完全降解，材料易于回收，在多次重复使用后，其结构和性能基本不变，具有良好的实际应用价值，为大规模生产可见光催化剂提供了一条行之有效的途径。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术制备的Bi4O5Br2的XRD图谱，该图谱对应于Bi4O5Br2符合标准卡片JCPDS N0.37-0699 ο 图2是本专利技术制备的Bi4O5Br2的SEM图。 图3是本专利技术制备的Bi4O5Br2的紫外漫反射光谱。 图4是可见光照射下本专利技术制备的Bi4O5Br2对于罗丹明B的降解曲线。 图5是本专利技术制备的Bi4O5Br2光催化过程中罗丹明B溶液的紫外-可见光谱随时间的变化曲线图。 图6是循环使用本专利技术制备的Bi4O5Br2粉体可见光催化降解罗丹明B时降解率随循环使用次数的变化曲线。 【具体实施方式】 实施例1 <1>称取2.0克的五水硝酸铋溶于1.5mL的浓硝酸中，加少量水稀释至10mL，搅拌均匀； <2>称取0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可见光催化剂Bi4O5Br2，其特征在于具有由Bi4O5Br2微米片组成的层饼状结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈渊，梁春杰，罗志辉，杨家添，蔡伊伦，
申请(专利权)人：玉林师范学院，
类型：发明
国别省市：广西;45
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