碘插层的碳酸氧铋及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种碘插层的碳酸氧铋及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：将无机铋盐与尿素溶于水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液A；将碘盐溶于水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合进行水热反应，得到沉淀物；将上述沉淀物进行洗涤、干燥后，得到所述碘插层的碳酸氧铋；其中，所述溶剂为水与醇类化合物的组合时，所述水在所述溶剂中的体积百分数为大于或等于20％至小于100％。本发明专利技术提供的碘插层的碳酸氧铋的制备方法所制得的碘插层的碳酸氧铋保持了碳酸氧铋的主体层状结构，在用于光催化剂时，在具有优良的紫外光活性的同时，还能够具有较好的可见光活性，从而提高其光催化作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
碘插层的碳酸氧铋及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光催化剂
，尤其涉及一种碘插层的碳酸氧铋及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，来自工业和农业生产中的污染物对人们的身体健康等方面带来了严重的影响和危害，因此，寻求一种高效降解污染物的方法具有非常重要的意义。
[0003]目前，高效降解污染物的方法之一就是光催化技术，即在光的照射下，光催化剂把光能转化为化学能，同时获得很强的氧化能力，可氧化分解各种污染物。其中，铋系半导体材料因其在光照下对难降解污染物具有良好的催化作用而成为新型光催化剂的研究热点之一。而铋系半导体材料中碳酸氧铋(Bi2O2CO3)由于具有层状结构，有利于形成内电场，促进光催化过程中载流子迁移和分离，从而可以提高光催化效率。然而，Bi2O2CO3具有较宽的带隙(3.1-3.5eV)，仅在紫外光范围内有光响应，进而限制其对太阳光的利用。
[0004]中国专利名称为“一种氮掺杂碳酸氧铋催化剂的制备方法”(申请号为：CN201710812966.9)记载：将硝酸铋与氨基酸结合，并加入氨水参与的水热反应，获得氮掺杂的碳酸氧铋，该碳酸氧铋的分散性良好，催化效果好。
[0005]上述氮掺杂的碳酸氧铋虽然具有可见光活性，但是氮掺杂在一定程度上扭曲了碳酸氧铋的晶体结构，易于形成光生载流子复合中心，限制光催化活性的进一步提高。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的技术问题，本专利技术提供了一种碘插层的碳酸氧铋的制备方法，制得的碘插层的碳酸氧铋保持了碳酸氧铋的主体层状结构，在用于光催化剂时，在具有优良的紫外光活性的同时，还能够具有较好的可见光活性，从而提高其光催化作用；此外，该制备方法简单，易操作。
[0007]本专利技术还提供了一种碘插层的碳酸氧铋，该碳酸氧铋通过上述制备方法制得，因此，作为光催化剂时，在具有优良的紫外光活性的同时，还能够具有较好的可见光活性，进而提高其光催化作用。
[0008]本专利技术还提供了一种光催化剂，包括上述制备方法制得的碘插层的碳酸氧铋，因此，该光催化剂具有较好的光催化作用。
[0009]本专利技术还提供了一种有机污染物的降解方法，该降解方法采用了上述光催化剂，从而能够高效的降解有机污染物。
[0010]本专利技术的一方面提供了一种碘插层的碳酸氧铋的制备方法，包括如下步骤：
[0011]将无机铋盐与尿素溶于水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液A；
[0012]将碘盐溶于所述水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液B；
[0013]将所述溶液A和溶液B混合进行水热反应，得到沉淀物；
[0014]将所述沉淀物进行洗涤、干燥后，得到所述碘插层的碳酸氧铋；
[0015]其中，所述溶剂为水与醇类化合物的组合时，所述水在所述溶剂中的体积百分数为大于或等于20％至小于100％。
[0016]在一些实施方案中，所述醇类化合物选自乙醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种。
[0017]在一些实施方案中，所述无机铋盐的添加量小于所述尿素的添加量。
[0018]在一些实施方案中，所述无机铋盐的添加量为1-2mmol；
[0019]和/或，所述无机铋盐选自硝酸铋、柠檬酸铋铵和次硝酸铋中的至少一种；
[0020]和/或，所述尿素的添加量为1-3g。
[0021]在一些实施方案中，所述碘盐中的碘元素与所述无机铋盐中铋元素的摩尔比为2-12：1；
[0022]和/或，所述碘盐的添加量为4-12mmol；
[0023]和/或，所述碘盐选自碘化钠、碘化钾、碘酸钠和碘酸钾中的至少一种。
[0024]在一些实施方案中，所述水热反应的条件为：反应温度为180-240℃，反应时间为3-24h。
[0025]在一些实施方案中，所述洗涤采用去离子水、无水乙醇和丙酮进行洗涤。
[0026]本专利技术的另一方面提供了一种碘插层的碳酸氧铋，所述碘插层的碳酸氧铋通过上述任一实施方案所述的制备方法制得。
[0027]在一些实施方案中，所述碘插层的碳酸氧铋的吸收波长区域为410-600nm。
[0028]本专利技术的另一方面提供了一种光催化剂，所述光催化剂包含上述任一实施方案所述的制备方法制得的碘插层的碳酸氧铋。
[0029]本专利技术的另一方面还提供了一种有机污染物的降解方法，该降解方法采用了上述光催化剂用于降解有机污染物。
[0030]本专利技术的实施方案，至少具有如下优势：
[0031]1)本专利技术提供的碘插层的碳酸氧铋的制备方法，制得的碘插层的碳酸氧铋保持了碳酸氧铋的层状结构，在用于光催化剂时，在具有优良的紫外线活性的同时，还具有较好的可见光活性，进而提高光催化剂的催化作用；此外，该制备方法的制备过程简单，易操作。
[0032]2)本专利技术提供的碘插层的碳酸氧铋，采用上述制备方法制得，因此，用于光催化剂时，可提高光催化剂的催化作用。
[0033]3)本专利技术提供的光催化剂，该光催化剂包含上述制备方法制得的碘插层的碳酸氧铋，因此，该光催化剂具有较好的光催化作用。
[0034]4)本专利技术提供的有机污染物的降解方法，该降解方法中采用了上述光催化剂，因此，该降解方法可以高效的降解有机污染物。
附图说明
[0035]图1(a)为本专利技术实施例1、实施例2和对照例1所制备Bi2O2CO3的X射线衍射(XRD)图；
[0036]图1(b)为根据实施例1、实施例2和对照例1的XRD图中对应于2θ＝30.31
°
的衍射峰的局部放大图。
[0037]图2(a)和(b)分别为本专利技术实施例1和对照例1所制备Bi2O2CO3的扫描电镜(SEM)图。
[0038]图3(a)、(b)和(c)分别为本专利技术实施例2所制备Bi2O2CO3的扫描电镜(SEM)图、透射电镜(TEM)图和高分辨率投射电镜(HRTEM)图。
[0039]图4为本专利技术实施例1、实施例2和对照例1所制备Bi2O2CO3的漫反射光谱(DRS)图。
[0040]图5(a)为本专利技术实施例3、实施例4和实施例5所制备Bi2O2CO3的XRD图；
[0041]图5(b)为根据实施例3、实施例4和实施例5的XRD图中对应于所制备Bi2O2CO3的(011)晶面的衍射峰的局部放大图；
[0042]图5(c)为根据实施例3、实施例4和实施例5的XRD图中对应于所制备Bi2O2CO3的(013)晶面的衍射峰的局部放大图。
[0043]图6为本专利技术实施例6、对照例2和对照例3所制备Bi2O2CO3的XRD图。
[0044]图7为本专利技术试验例1、试验例2、试验例3和试验例4降解双酚A的效果曲线图。
具体实施方案
[0045]本专利技术首先提供了一种碘插层的碳酸氧铋的制备方法，包括如下步骤：
[0046]1)将无机铋盐与尿素溶于水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液A；
[0047本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碘插层的碳酸氧铋的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将无机铋盐与尿素溶于水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液A；将碘盐溶于所述水或水与醇类化合物组合的溶剂中，得到溶液B；将所述溶液A和溶液B混合进行水热反应，得到沉淀物；将所述沉淀物进行洗涤、干燥后，得到所述碘插层的碳酸氧铋；其中，所述溶剂为水与醇类化合物的组合时，所述水在所述溶剂中的体积百分数为大于或等于20％至小于100％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醇类化合物选自乙醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述无机铋盐的添加量小于所述尿素的添加量。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述无机铋盐的添加量为1-2mmol；和/或，所述无机铋盐选自硝酸铋、柠檬酸铋铵和次硝酸铋中的至少一种；和/或，所述尿素的添加量为1-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴朝辉，喻露，李中付，王露露，伍恒，张世英，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：