縱坐標(biāo)為強(qiáng)度，單位為相對單位)。
[0033]圖2為本發(fā)明所制備樣品的掃描電子顯微鏡(FE-SEM)照片。
[0034]圖3為本發(fā)明所制備的樣品吸附及光催化協(xié)同降解反應(yīng)中羅丹明B濃度隨時間的變化曲線(其圖中橫坐標(biāo)為時間，單位為min(分鐘)；縱坐標(biāo)為Ct/CQ，CQ為反應(yīng)開始前羅丹明B初始濃度，Ct為反應(yīng)時間為t時的羅丹明B濃度。
[0035]圖4為本發(fā)明所制備的樣品對銅綠假單胞菌的可見光光催化的殺滅實驗(其中橫坐標(biāo)為樣品組(對照組、實驗組(B1I));縱坐標(biāo)為殺菌率，單位為％)。
【具體實施方式】
[0036]以下通過具體的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，有助于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0037]本發(fā)明通過常溫原位沉淀法制備了具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I單體光催化劑，該光催化劑不僅具有良好的可見光吸收性能，其特定的花球狀結(jié)構(gòu)在加快了光生載流子的分離，減小了光生電子-空穴對的復(fù)合幾率，其特殊表面性質(zhì)使其對堿性染料具有很好的吸附效果，在可見光下表現(xiàn)出高效的吸附及光催化協(xié)同效應(yīng)，對水體中有害微生物和染料污染物具有高效的殺滅和吸附降解效果，在水體凈化和海洋防污等領(lǐng)域具有很好的實用價值和潛在的應(yīng)用前景。同時該單體光催化劑具有制備方法簡單、價格低廉和重復(fù)性好等特點。
[0038]實施I具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I單體材料的制備方法。
[0039]通過常溫下原位沉淀的方法制備花球狀結(jié)構(gòu)的Bi OI單體材料。稱取I Ommo I Bi(NO3)3.5H20加入到35mL乙二醇中，超聲分散30min，然后磁力攪拌30min，逐滴加入35mL濃度為0.3mol/L的KI溶液，滴加完成后用2.0mol/L NH3.H2O溶液調(diào)節(jié)混合液的pH為7，繼續(xù)攪拌24h。攪拌結(jié)束后，經(jīng)過抽濾，再由乙醇和水依次洗滌，洗滌后60°C干燥6h即得到具有花球狀狀結(jié)構(gòu)的B1I單體材料(參見圖1-2)。
[0040]由圖1可知，所制備的B1I具有四方晶體結(jié)構(gòu)，且具有很尚的純度。
[0041]由圖2可見，B1I為呈花球狀顆粒，結(jié)晶度較高，尺寸約為0.5?Ιμπι，其花結(jié)構(gòu)是由許多規(guī)則的二維納米薄片交叉堆積而成，每個納米片大小約為0.5μηι，厚度約為20nm。這種花球狀結(jié)構(gòu)將具有較大的比表面積和良好的可見光吸收性能。
[0042]實施2具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I單體材料的制備方法。
[0043]通過常溫下原位沉淀的方法制備花球狀結(jié)構(gòu)的Bi OI單體材料。稱取I Ommo I Bi(NO3)3.5H20加入到50mL乙二醇中，超聲分散1min，然后磁力攪拌30min，逐滴加入50mL濃度為0.2mol/L的KI溶液，滴加完成后用2.0mol/L NH3.H2O溶液調(diào)節(jié)混合液的pH為8，繼續(xù)攪拌24h。攪拌結(jié)束后，經(jīng)抽濾，再由乙醇和水依次洗滌，洗滌后60°C干燥6h即得到具有花球狀狀結(jié)構(gòu)的B1I單體材料。
[0044]實施3具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I單體材料的制備方法。
[0045]通過常溫下原位沉淀的方法制備花球狀結(jié)構(gòu)的Bi OI單體材料。稱取I Ommo I Bi(NO3)3.5H20加入到35mL乙二醇中，超聲分散1min，然后磁力攪拌20min，逐滴加入35mL濃度為0.3mol/L的KI溶液，滴加完成后用5.0mol/L NH3.H2O溶液調(diào)節(jié)混合液的pH為6，繼續(xù)攪拌24h。攪拌結(jié)束后，經(jīng)抽濾，再由乙醇和水依次洗滌，洗滌后60°C干燥6h即得到具有花球狀狀結(jié)構(gòu)的B1I單體材料。
[0046]應(yīng)用例1:具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I光催化劑應(yīng)用于染料污染物羅丹明B吸附可見光催化協(xié)同降解。
[0047]以500W氙燈作為光源，輔以濾光片濾掉紫外光，使其波長范圍為420?760nm。將50mL 30mg/L的羅丹明B溶液加入到50mL反應(yīng)器中，加入1mg本發(fā)明制備的光催化劑，分別在暗態(tài)和光照條件下進(jìn)行吸附和光催化反應(yīng)，反應(yīng)過程中間隔一定時間取樣，離心分離后取上層清液在紫外-可見分光光度計上測定554nm波長下羅丹明B溶液的吸光度，得到羅丹明B溶液的殘余濃度，以此計算吸附降解率(參見圖3)。
[0048]由圖3可見，在黑暗條件下材料對羅丹明B有很好的吸附性能，其達(dá)到飽和吸附的時間在30min左右，吸附率可達(dá)到25%以上，吸附量為45mg/g。在可見光照下，本催化材料顯示出較好的吸附光催化協(xié)同效應(yīng)，在150min反應(yīng)時間內(nèi)對羅丹明B的吸附降解率接近100%。因此，具花球狀結(jié)構(gòu)的B1I單體對羅丹明B具有良好的吸附性能，并且在可見光的條件下還表現(xiàn)出較好的吸附及光降解協(xié)同效應(yīng)。
[0049]應(yīng)用例2:具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I光催化劑應(yīng)用于水體中，對有害微生物銅綠假單胞桿菌的可見光殺滅。
[0050]以500W氙燈作為光源，輔以濾光片濾掉紫外光，使其波長范圍為420?760nm。以銅綠假單胞桿菌(P.aeruginosa，8.0 X 108cfu/mL)評價花球狀B1I單體材料光催化劑的光催化殺菌性能。首先準(zhǔn)備細(xì)菌懸液，將一定量的銅綠假單胞桿菌儲存液接種到滅菌LB液體培養(yǎng)基中，然后將其置于37°C、150rpm的空氣恒溫?fù)u床中，過夜培養(yǎng)。培養(yǎng)得到的細(xì)菌懸液離心后懸浮于0.01mol/L PBS(pH = 7.4)緩沖液中，得到濃度為8.0X108cfu/mL的銅綠假單胞桿菌懸液。光催化實驗中取49.5mL滅菌0.01mol/L PBS(pH=7.4)緩沖液加入到50mL反應(yīng)器中，然后加入500yL細(xì)菌懸液，使反應(yīng)液中細(xì)菌濃度為8.0 X 106cfu/mL，加入50mg本發(fā)明制備的光催化劑。暗態(tài)吸附達(dá)到平衡后進(jìn)行光催化反應(yīng)，反應(yīng)過程中間隔一定時間取樣，通過平板計數(shù)法確定細(xì)菌的存活率和殺菌率。
[0051 ] 具體步驟為:取1.0mL反應(yīng)液，用0.0lmol/L PBS(pH=7.4)緩沖液按照系列稀釋法依次稀釋幾個梯度，然后從不同稀釋倍數(shù)的溶液中取10yL至已經(jīng)準(zhǔn)備好的LB固體培養(yǎng)基上，將菌液均勻地涂抹在LB培養(yǎng)基上。將LB培養(yǎng)基倒置，放入電熱恒溫培養(yǎng)箱中37°C培養(yǎng)24h，通過計數(shù)培養(yǎng)基上長出的菌落個數(shù)，以及相應(yīng)稀釋倍數(shù)得出細(xì)菌濃度，以確定細(xì)菌的存活率和殺菌率。實驗中每組實驗均需平行測定3次，取平均值作為最后結(jié)果。空白實驗作為對照實驗(參見圖4)。
[0052]由圖4可見催化劑具有較大的比表面積和良好的可見光吸收性能，導(dǎo)致其可見光催化性能提高，具有良好的可見光催化殺菌性能。
【主權(quán)項】
1.一種光催化劑，其特征在于:光催化劑為花球狀結(jié)構(gòu)、球形直徑為0.5?Ιμπι的B1I。2.一種權(quán)利要求1所述的光催化劑的制備方法，其特征在于:將Bi (NO3)3.5Η20分散于過量的乙二醇中，然后逐滴加入KI溶液，混合后，調(diào)節(jié)混合液pH值至5?9，混勻后，抽濾、洗滌和干燥即得到具有花球狀結(jié)構(gòu)的B1I;其中，KI與Bi(NO3)3.5H20的物質(zhì)的量之比為1:1?2。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光催化劑的制備方法，其特征在于:所述分散采用超聲分散10?60min，然后進(jìn)行磁力攪拌10?60min。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光催化劑的制備方法，其特征在于:所述采用濃度為0.1?5mol/L的NH3.H2O或NaOH調(diào)節(jié)混合液pH值。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光催化劑的制備方法，其特征在于:所述調(diào)節(jié)pH值之后繼續(xù)攪拌10?36h。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光催化劑的制備方法，其特征在于:所述洗滌后在常壓條件下干燥，溫度為50?100°C，干燥時間為3?24h。7.—種權(quán)利要求1所述的光催化劑的應(yīng)用，其特征在于:所述光催化劑在降解染料中的應(yīng)用。8.—種權(quán)利要求1所述的光催化劑的應(yīng)用，其特征在于:所述光催化劑在水體凈化中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于光催化領(lǐng)域，具體涉及一種光催化劑及其制備方法和應(yīng)用。光催化劑為花球狀結(jié)構(gòu)、球形直徑為0.5～1μm的BiOI。制備采用原位沉淀的方法制備具有花球狀的BiOI單體材料。本發(fā)明的制備方法工藝簡單、易于操控、成本低廉，構(gòu)建了具有吸附和可見光光催化協(xié)同效應(yīng)的BiOI特殊結(jié)構(gòu)，在可見光下具有高效的吸附及光催化協(xié)同效應(yīng)。對水體中的有害微生物和染料有機(jī)污染物具有高效的殺滅和吸附光降解效果，在水體凈化和海洋防污等領(lǐng)域具有很好的實用價值和潛在的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C02F1/28, B01J20/02, B01J20/30, B01J20/28, C02F1/30, B01J27/06, C02F1/50
【公開號】CN105597793
【申請?zhí)枴緾N201510789044
【發(fā)明人】龍洋, 鞠鵬, 張盾
【申請人】中國科學(xué)院海洋研究所
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月17日