BiOBr/Sb2S3复合纳米材料可见光催化降解苯的制备方法及其的应用技术

本发明专利技术提供了BiOBr/Sb2S3复合纳米材料可见光催化降解苯的制备方法及其的应用，涉及光催化技术领域，所述制备方法包括：步骤1：将含有SbCI3和CH3CSNH2的溶液，在N2气氛下进行磁力搅拌后，经离心分离后得到Sb2S3前驱体；步骤2：将Bi(NO3)3·

【技术实现步骤摘要】
BiOBr/Sb2S3复合纳米材料可见光催化降解苯的制备方法及其的应用


[0001]本专利技术涉及光催化
，特别涉及BiOBr/Sb2S3复合纳米材料可见光催化降解苯的制备方法及其的应用。

技术介绍

[0002]苯是一种常见的挥发性有机化合物，被广泛用于许多工业过程中，主要用作原材料和溶剂，苯也是无铅汽油的重要成分，因而工业过程和汽油是苯进入大气的主要排放源。吸入排放的苯会导致嗜睡、头晕和失去知觉，甚至长期接触会对健康的造成严重的影响，如贫血、白血病、血液病和癌症。由此，许多国家出台了环境空气和室内空气的排放法规和标准，苯的处理，是一项艰巨且有意义的工程。传统的处理方法，不但降解率较低而且极易产生二次污染，光催化氧化可作为一种低成本、绿色、有效的苯去除方法，但现有的某些光催化材料(例如BiOBr)由于光响应范围的限制导致其降解效率低。
[0003]因此，在光催化
，如何找到一种对苯的降解效率高的光催化材料成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，第一方面，本专利技术提供了BiOBr/Sb2S3复合纳米材料的制备方法，所述制备方法包括：
[0005]步骤1：将含有SbCI3和CH3CSNH2的溶液，在N2气氛下进行磁力搅拌后，经离心分离后得到Sb2S3前驱体；
[0006]步骤2：将Bi(NO3)3·
5H2O溶液在不断搅拌下滴加到Sb2S3前驱体溶液中，再在恒定搅拌下加入KBr得到悬浮液，再对所述悬浮液进行pH调节后进行水热反应，经沉淀、洗涤、干燥，得到BiOBr/Sb2S3。
[0007]优选地，所述含有SbCI3和CH3CSNH2的溶液是将SbCI3和CH3CSNH2共同溶于无水乙醇中得到的；所述SbCI3和所述CH3CSNH2的摩尔比为1:2～4。
[0008]优选地，所述SbCI3和CH3CSNH2的摩尔比为1:4。
[0009]优选地，所述磁力搅拌的时间为30min。
[0010]优选地，所述Sb2S3前驱体溶液是将步骤1中的所述Sb2S3前驱体溶于去离子水中得到的；在所述Bi(NO3)3·
5H2O与所述Sb2S3前驱体中，Bi/Sb的摩尔比为2～4:1；所述Bi(NO3)3·
5H2O与所述KBr中，Bi/Br的摩尔比为1～2:1。
[0011]优选地，在所述Bi(NO3)3·
5H2O与所述Sb2S3前驱体中，Bi/Sb的摩尔比为2:1；所述Bi(NO3)3·
5H2O与所述KBr中，Bi/Br的摩尔比为1:1。
[0012]优选地，所述对所述悬浮液进行pH调节，包括：
[0013]采用NaOH溶液将所述悬浮液的pH调节至7.0。
[0014]优选地，所述水热反应的温度为100℃～150℃，所述水热反应的时间为10h～14h。
[0015]优选地，在所述步骤2中，所述洗涤采用去离子水和乙醇交替洗涤6～10次；所述干燥为在温度为60℃下干燥12h。
[0016]第二方面，本专利技术提供了BiOBr/Sb2S3复合纳米材料可见光催化降解苯的应用，将第一方面所述的制备方法得到的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料用于可见光催化降解苯。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
[0018]本专利技术提供了BiOBr/Sb2S3复合纳米材料可见光催化降解苯的制备方法及其的应用，涉及光催化
，所述制备方法包括：步骤1：将含有SbCI3和CH3CSNH2的溶液，在N2气氛下进行磁力搅拌后，经离心分离后得到Sb2S3前驱体；步骤2：将Bi(NO3)3·
5H2O溶液在不断搅拌下滴加到Sb2S3前驱体溶液中，再在恒定搅拌下加入KBr得到悬浮液，再对所述悬浮液进行pH调节后进行水热反应，经沉淀、洗涤、干燥，得到BiOBr/Sb2S3。本专利技术通过将BiOBr和Sb2S3复合，得到具有可见光响应的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料，不仅有效降低光生电子空穴复合率，还拓宽了复合纳米材料的光吸收范围，从而能够在可见光下高效降解苯，以实现新型高效节能光催化治理废水中典型有机污染物体系的构建。此外，该制备方法具有简单、容易操作的特点。
[0019]本专利技术实施例中，先通过沉淀法制备出Sb2S3前驱体，再通过原位水热合成法将BiOBr和Sb2S3复合，得到具有可见光响应的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料。将BiOBr和Sb2S3复合，不仅有效降低光生电子空穴复合率，还拓宽了复合纳米材料的光吸收范围，从而能够高效光催化降解苯：(1)BiOBr的引入，BiOBr作为一种典型的窄带隙和合适能带位置的半导体，具有较高的光催化活性和热化学稳定性：BiOBr的晶体结构为[Bi2O2]2+
层与卤素原子的双层交替排列，这两层之间的内部静电场有利于这些材料中光生电子和空穴的分离，这将有利于增强光催化活性；在BiOBr光催化剂中，BiOBr由于具有理想的带隙(2.7eV)而在可见光照射下显示出活性和稳定的光催化性能；BiOBr作为电子迁移受体利用其电子空穴对在水中的氧化机制，有效降低了复合材料的光生电子空穴复合率，提高了Sb2S3光生载流子迁移速率和分离效率，从而提高了复合材料的光催化活性，大大提高了光催化降解苯的能力，有效解决了Sb2S3光生电子空穴对容易发生复合导致电子迁移速率较慢的问题；(2)Sb2S3引入，由于Sb2S3隶属于正交晶系的直接带隙半导体材料，因此具有强的光谱响应、较高的热带能和优良的光电性质，由于Sb2S3具有较窄的带隙结构使复合纳米材料在可见光区具有强响应性，从而使复合纳米材料在可见光区具有更高的光催化降解效率，并且Sb2S3的加入有助于光生载流子的分离和带隙的缩小，减少了空穴电子复合，从而解决了BiOBr的光子效率较低导致其能量转换效率受限制的问题，拓宽了BiOBr的光吸收范围并减少了空穴电子复合。该复合纳米材料具有在可见光下对苯降解速率更高、稳定性更好以及可重复利用的特点，其具有高效、稳定降解水中苯的能力，能够实现新型高效节能光催化治理废水中典型有机污染物体系的构建。此外，该制备方法还具有简单、容易操作的特点。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料的制备方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例制备的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料的SEM的图像；
[0023]图3为本专利技术实施例制备的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料的N2吸附
‑
脱附等温线图；
[0024]图4为本专利技术实施例制备的BiOBr/Sb2S3复合纳米材料的傅里叶红外图谱；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.BiOBr/Sb2S3复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤1：将含有SbCI3和CH3CSNH2的溶液，在N2气氛下进行磁力搅拌后，经离心分离后得到Sb2S3前驱体；步骤2：将Bi(NO3)3·
5H2O溶液在不断搅拌下滴加到Sb2S3前驱体溶液中，再在恒定搅拌下加入KBr得到悬浮液，再对所述悬浮液进行pH调节后进行水热反应，经沉淀、洗涤、干燥，得到BiOBr/Sb2S3。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有SbCI3和CH3CSNH2的溶液是将SbCI3和CH3CSNH2共同溶于无水乙醇中得到的；所述SbCI3和所述CH3CSNH2的摩尔比为1:2～4。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述SbCI3和CH3CSNH2的摩尔比为1:4。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁力搅拌的时间为30min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Sb2S3前驱体溶液是将步骤1中的所述Sb2S3前驱体溶于去离子水中得到的；在所述Bi(NO3)3·
5H2O与所述Sb2S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀刚，杨磊，
申请(专利权)人：深圳市康弘智能健康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：