一種BiOCl/P25復(fù)合光催化劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢水處理的光催化劑，尤其涉及一種有機(jī)廢水處理的B1Cl/P25復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界人口的迅猛增加和工業(yè)化程度的不斷提高，日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染和能源短缺問題成為人類社會面臨的重要挑戰(zhàn)之一。光催化反應(yīng)在太陽能的驅(qū)動下，既可以催化降解各類污染物，又可以催化分解水生成氫氣和氧氣，是一種綠色、高效、能解決能源和環(huán)境污染問題的有效方法。B1Cl和1102光催化劑是環(huán)境和能源化學(xué)領(lǐng)域研宄的熱點:Ti02高效、無毒，但其禁帶寬度大、量子產(chǎn)率低，難以有效利用太陽光；B1Cl是一種具有高度各向異性的層狀結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體，有利于光生電子與空穴的分離，且具有寬光譜響應(yīng)性能。B1Cl的能帶與T12相匹配，能夠有效構(gòu)建異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，提高B1CVT12電子-空穴對的分離；且Bi能摻雜到1102中，降低禁帶寬度，使B1CVT12在紫外-可見光或太陽光下具有較好的光催化活性。因此，開發(fā)具有更高催化活性的鉍鈦復(fù)合氧化物光催化材料是光催化科學(xué)研宄中的一個重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑及其制備方法和應(yīng)用，用此方法制備的Bi0Cl/P25復(fù)合材料既可在紫外光下又可在可見光下降解有機(jī)污染物，且具有成本低、工藝簡單等優(yōu)點。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的采用技術(shù)方案如下:本發(fā)明所述的一種Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑的制備方法，包括如下步驟:
用硝酸和超純水將五水硝酸鉍溶解配制成硝酸鉍水溶液，加入聚乙二醇和二氧化鈦P25，攪拌后使其混合均勻后，繼續(xù)緩慢加入氯化鈉溶液，超聲處理后將所得到的混合溶液移入水熱釜中，在120°C?200°C下水熱處理6?48 h，處理后將樣品取出，離心、洗滌、烘干。
[0005]所述的硝酸鉍水溶液pH小于1.5，質(zhì)量濃度為0.465?18.6 g/L。
[0006]所述的硝酸鉍溶液和氯化鈉溶液摩爾比為1:1。
[0007]所述的烘干為在鼓風(fēng)干燥箱中，70°C下干燥8 h以上。
[0008]上述制備方法制得的Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑。
[0009]上述制備方法制得的Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑，在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用。
[0010]上述制備方法制得的Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑處理甲基橙的方法，其步驟為:取權(quán)利要求1-4任一的制備方法制得的Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑置于石英圓底管中，加入甲基橙溶液，然后用紫外燈照射，離心分離，用紫外分光光度計測定吸光度，其中甲基橙溶液的最大吸收峰波長為464 nm，根據(jù)所得的吸光度獲得降解情況。
[0011]上述制備方法制得的Bi0Cl/P25復(fù)合光催化劑處理甲基橙的方法，其步驟為:取權(quán)利要求1-4任一的制備方法制得的B1Cl/P25復(fù)合光催化劑置于可見光催化瓶中，加入甲基橙溶液，然后用鹵鎢燈照射，使用λ >420 nm濾光片濾掉波長小于420 nm的紫外光，離心分離，用紫外分光光度計測定吸光度，其中甲基橙溶液的最大吸收峰波長為464 nm，根據(jù)所得的吸光度獲得降解情況。
[0012]具體地說，本發(fā)明的技術(shù)方案是:用硝酸和超純水將五水硝酸鉍溶解配制成硝酸鉍水溶液，加入聚乙二醇和P25，攪拌0.5 h使其混合均勻后，繼續(xù)緩慢加入氯化鈉溶液，超聲處理0.5 h。將所得到的混合溶液移入水熱釜中，在120°C?200°C下水熱處理6?48 h，處理后將樣品取出，離心、洗滌、烘干。
[0013]上述步驟中，所述的硝酸鉍水溶液pH小于1.5。
[0014]所述的硝酸鉍溶液和氯化鈉溶液摩爾比為1:1。
[0015]所述的烘干方法為在鼓風(fēng)干燥箱中，70°C下干燥。
[0016]所述的聚乙二醇優(yōu)選聚乙二醇8000，所述P25指商用二氧化鈦，是一種納米級的白色粉末，二氧化鈦P25屬于混晶型，銳鈦礦和金紅石的重量比大約為80/20，可采用德固賽公司生產(chǎn)的，型號為AEROXIDE的Ti02 P25的產(chǎn)品。
[0017]本發(fā)明制備的B1Cl/P25復(fù)合光催化劑用于有機(jī)廢水處理的應(yīng)用。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明的復(fù)合材料可以直接用于有機(jī)廢水如甲基橙污染物的光催化處理，B1Cl/P25相比于B1Cl和P25，拓寬了其光譜響應(yīng)范圍，在紫外光或可見光下均可降解有機(jī)污染物，提高了 P25的光催化降解能力。合成工藝簡單，成本低廉，在有機(jī)廢水方面具有巨大的應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0019]圖1為紫外光照射下，本發(fā)明的復(fù)合光催化劑與B1Cl、P25和未加聚乙二醇的B1Cl/P25對難降解有機(jī)污染物甲基橙降解情況對比曲線圖。
[0020]圖2為可見光照射下，本發(fā)明的復(fù)合光催化劑與B1Cl、P25和未加聚乙二醇的B1Cl/P25對難降解有機(jī)污染物甲基橙降解情況對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:
1、取0.465 g五水硝酸秘溶于硝酸和超純水中，并定容到50 ml，配制成pH為1.5、質(zhì)量溶度為9.3 g/L的硝酸鉍水溶液。
[0022]2、取0.056 g氯化鈉溶于超純水中，并定容到50 ml，配制成質(zhì)量溶度為1.12 g/L的氯化鈉水溶液。
[0023]3、取硝酸鉍水溶液20 ml，加入0.1 g聚乙二醇和I g P25，磁力攪拌0.5 h，使其混合均勻。
[0024]4、在上述溶液中緩慢加入20 ml氯化鈉水溶液，超聲波處理0.5 h后。
[0025]5、將所得到的混合溶液移入100 ml的水熱釜中，置于烘箱中160°C處理12 h。
[0026]6、將水熱釜中的樣品取出，離心，用超純水反復(fù)洗滌后，置于烘箱中70°C烘干，即得到B1Cl/P25復(fù)合光催化劑。
[0027]實施例2:
1、取23.3175 g五水硝酸鉍溶于硝酸和超純水中，并定容至500 ml，配制成pH為1.5、質(zhì)量溶度為46.64 g/L的硝酸鉍水溶液。
[0028]2、取2.8125 g氯化鈉溶于超純水中，并定容至500 ml，配制成質(zhì)量溶度為5.62 g/L的氯化鈉水溶液。
[0029]3、取硝酸鉍水溶液20 ml，加入0.1