【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂制备领域，具体涉及一种硼掺杂溴氧铋催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、我国是以煤为主要能源的国家，近年来随着经济迅速发展，对能源的需求有增无减，造成二氧化碳(co2)过量排放。2017年我国的co2排放量已达到92.326万吨，由于co2过量排放造成的环境问题日益严重，如温室效应、全球气候变暖等。在此背景下，发展co2捕集、封存以及还原为高附加值化学品(如一氧化碳、甲烷、甲酸和甲醇)等技术已迫在眉睫。
2、一氧化碳(co)是化工合成产品的重要原料，将co2还原成co，是实现co2消纳和减排的一个重要途径。co2还原工艺包括光催化、电催化和电化学催化等，其中光催化工艺可效仿植物的光合作用利用太阳光将co2还原。
3、溴氧铋(biobr)作为一种n型半导体，因良好的化学稳定性、合适的能带宽度(2.8～2.9ev)及可控的形态特征，具有优异的co2光催化还原性能。然而，研究发现由于biobr导带电位较低，对光波的范围具有选择性，不能充分利用太阳能，co2还原效率低，上述问题给光催化co2光还原成co造成较大困难，是限制co2减排的主要瓶颈。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种硼掺杂溴氧铋还原二氧化碳的光催化剂及制备方法。
2、非金属元素硼(b)导电性好、原子半径小，易掺杂进入biobr晶体框架，此外，b原子p轨道的电子排布特征，利于光生载流子分离，增加库仑效率，因此，b掺杂的biobr光催化剂可通过减小带
3、为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：
4、一种硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，包括以下步骤：
5、s1：将硼酸的水溶液与硝酸铋的硝酸溶液混合，搅拌，得到溶液a；
6、s2：将碱金属溴化物水溶液与溶液a混合搅拌均匀得到溶液b，所述碱金属溴化物为溴化钾或溴化钠；
7、s3：将溶液b转移到高压釜中进行水热反应，反应结束后冷却得到反应产物c；
8、s4：将反应产物c离心，用无水乙醇洗涤，干燥后得到硼掺杂溴氧铋催化剂。
9、进一步地，s1中硼酸与硝酸铋的用量摩尔比为0.25～1:100。
10、进一步地，s2中碱金属溴化物的用量与硝酸铋的用量摩尔比为5～10:1。
11、进一步地，s3中，所述水热反应的条件为，温度150～180℃，反应时间10～14h。
12、本专利技术还提供一种硼掺杂溴氧铋催化剂，其特征在于，使用上述方法制备得到，所述硼掺杂溴氧铋催化剂为片状，片层平均厚度为18.9～45.3nm，片层平均直径为176～331nm。
13、本专利技术还提供一种硼掺杂溴氧铋催化剂的应用，包括以下步骤：
14、s1：将上述硼掺杂溴氧铋催化剂分散到无水乙醇中得到催化剂悬浊液；
15、s2：将催化剂悬浊液倒入培养皿中干燥得到催化剂薄膜；
16、s3：将催化剂薄膜放入透光的密闭反应器中，充入co2和水蒸气，在太阳光照或模拟太阳光照下反应。
17、本专利技术的有益效果有：
18、本专利技术提供了一种硼掺杂溴氧铋催化剂及其制备方法和应用，通过将硼酸水溶液与硝酸铋的硝酸溶液按比例混合均匀，再向其中加入碱金属的溴化物溶液，均匀搅拌后，将所获混合溶液置于高压釜内，在恒温和充足反应时间条件下水热法反应，反应结束后，将反应物冷却，再进行沉淀、清洗和干燥，最后获得硼掺杂溴氧铋催化剂；本专利技术的制备方法简便，原料易得，适宜规模化放大。
19、本专利技术制备得到的硼掺杂溴氧铋催化剂，在使用时将其在无水乙醇中分散，在培养皿中干燥后，得到催化剂薄膜，用于光催化分解co2，使用效果更佳；硼原子p轨道的电子排布特征，利于光生载流子分离，增加库仑效率，硼掺杂溴氧铋催化剂可通过减小带隙来增加太阳光的利用率，提高co2还原效率，通过光催化将co2还原成co，以达到碳减排、绿色环保和环境友好的目的。
20、与其它元素掺杂的溴氧铋光催化剂相比，非金属元素硼原子半径小，易掺杂进入溴氧铋晶格，以b3+取代部分bi3+的晶格位置，改变了溴氧铋的能带结构，降低了带隙能量，扩宽其对光波的吸收范围，提高了光的利用率；b3+取代部分bi3+，减小了阻抗，增加了电荷迁移速率，改善了光生载流子分离率，提高了光催化效率；与纯相溴氧铋相比，b3+的掺杂提高了一氧化碳的产率；此外，硼成本较低，降低了掺杂溴氧铋催化剂的成本，具有较好的经济效益发展前景。
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1.一种硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，S1中硼酸与硝酸铋的用量摩尔比为0.25～1:100。
3.如权利要求1所述的硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，S2中碱金属溴化物的用量与硝酸铋的用量摩尔比为5～10:1。
4.如权利要求1所述的硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，S3中，所述水热反应的条件为，温度150～180℃，反应时间10～14h。
5.一种硼掺杂溴氧铋催化剂，其特征在于，使用权利要求1～4任一所述的方法制备得到，所述硼掺杂溴氧铋催化剂为片状，片层平均厚度为18.9～45.3nm，片层平均直径为176～331nm。
6.一种硼掺杂溴氧铋催化剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，s1中硼酸与硝酸铋的用量摩尔比为0.25～1:100。
3.如权利要求1所述的硼掺杂溴氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，s2中碱金属溴化物的用量与硝酸铋的用量摩尔比为5～10:1。
4.如权利要求1所述的硼掺杂溴氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡小龙，申明智，赵鹏，曹锦波，曹保卫，许云华，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：
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