本发明专利技术提供了一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂及其制备方法。所述方法包括：水热合成步骤：在室温下，将铋源物质、铁源物质和钛源物质溶于稀硝酸溶液中得到混合溶液，将所述混合溶液的pH值调节至12～14，得到含有沉淀的悬浊液；在160～220℃的条件下加热保温24～72h；清洗并烘干悬浊液中的沉淀得到粉末状的钛酸铁铋光催化剂；盐酸处理步骤：在室温或加热条件下将制得的钛酸铁铋光催化剂放入摩尔浓度为0.5～2M的稀盐酸溶液中，磁力搅拌1～24h；将混合溶液离心清洗烘干，得到氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了。所述方法包括：水热合成步骤：在室温下，将铋源物质、铁源物质和钛源物质溶于稀硝酸溶液中得到混合溶液，将所述混合溶液的pH值调节至12～14，得到含有沉淀的悬浊液；在160～220℃的条件下加热保温24～72h；清洗并烘干悬浊液中的沉淀得到粉末状的钛酸铁铋光催化剂；盐酸处理步骤：在室温或加热条件下将制得的钛酸铁铋光催化剂放入摩尔浓度为0.5～2M的稀盐酸溶液中，磁力搅拌1～24h；将混合溶液离心清洗烘干，得到氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂。【专利说明】
本专利技术涉及材料
，特别是涉及一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂的制备方法，以及一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂。
技术介绍
1972年，日本科学家Fujishima和Honda第一次发现了二氧化钛(T12)的光催化效应，即在一定的偏压下，T12单晶在光的照射下能将水分解成氧气和氢气，这意味着太阳能可光解水，制取氢燃料。自此，人们开始了半导体光催化的研究。 随着今天飞速发展的经济，环境污染和能源紧缺成了人们面临的两大难题，通过光催化手段利用光能处理环境污染便引起了越来越多人的重视，这是通过半导体光催化剂在光照下产生电子-空穴对，通过氧化还原反应将有机污染物分解为无害的小分子化合物或无机物。 以上现有技术中存在的问题是，传统的T12等宽禁带光催化剂往往只能吸收利用在太阳光中占较小比例的紫外光，光能利用率低；而硫化镉等窄禁带光催化剂通常不稳定，易分解出有害物质。因此，寻找新型窄禁带光催化剂具有重要的技术和应用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂的制备方法以及一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂。 为了解决上述问题，本专利技术公开了一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂的制备方法，包括: 水热合成步骤:在室温下，将铋源物质、铁源物质和钛源物质溶于稀硝酸溶液中得到混合溶液，将所述混合溶液的PH值调节至12?14，得到含有沉淀的悬浊液；在160?220°C的条件下加热保温24?72h ;清洗并烘干悬浊液中的沉淀得到粉末状的钛酸铁铋光催化剂，其中，所述铋源物质与铁源物质和钛源物质两种物质量的和的摩尔比为(9:7)?(9:8)，所述铁源物质与所述钛源物质的摩尔比为(1:6)?(5:3); 盐酸处理步骤:在室温或加热条件下将制得的钛酸铁铋光催化剂放入摩尔浓度为0.5?2M的稀盐酸溶液中，磁力搅拌I?24h ;将混合溶液离心清洗烘干，得到氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂。 优选地，所述铋源物质包括硝酸铋、氯化铋和氧化铋之中的一种或多种； 所述铁源物质包括硝酸铁、氯化铁和氧化铁之中的一种或多种； 所述钛源物质包括钛酸四丁酯和氯化钛之中的一种或多种。 优选地，所述水热合成步骤中所述铋源物质与铁源物质的摩尔比为5:1; 所述铋源物质与所述钛源物质的摩尔比为5:3。 优选地，所述将所述混合溶液的pH值调节至12?14，得到含有沉淀的悬浊液的步骤为，采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液将所述混合溶液的pH值调节至12?14，得到含有沉淀的悬浊液。 优选地，所述摩尔浓度为0.5?2M的稀盐酸溶液通过对质量分数为36?38%的浓盐酸溶液进行稀释得到。 优选地，所述方法还包括: 将所述悬浊液经离心分离得到沉淀物，将沉淀物置于pH值为12?14的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中。 优选地，所述在160?220°C的条件下加热保温24?72h的步骤为，将装有所述悬浊液的反应釜放入烘箱，温度保持在160?220°C，保温时间24?72h。 优选地，所述稀硝酸溶液的摩尔浓度为I?5M ; 所述稀硝酸溶液通过对质量分数为65?68 %的浓硝酸溶液进行稀释得到。 优选地，所述将铋源物质、铁源物质和钛源物质的试剂纯度为分析纯。 本专利技术还提供了一种复合光催化剂，所述复合光催化剂为氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂，所述复合光催化剂通过上述方法制备。 与现有技术相比，本专利技术包括以下优点: 依据本专利技术的方法制备了氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂，本专利技术通过所述水热法制备钛酸铁铋，条件温和操作简单，可得到结晶良好的钛酸铁铋晶体。盐酸处理在钛酸铁铋表面生成氯氧化铋(B1Cl)，通过控制反应时间便于调控复合两种催化剂的比例，可以充分发挥二者的优势，以达到最好的催化效果。所述方法简单便捷，能够调控产物，重复性高且成本低，对环境无污染，可以使用常见设备，适于大规模工业化生产。 本专利技术所制备的氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂为氯氧化铋和钛酸铁铋的复合物。钛酸铁秘复合光催化剂Oi5Ti3Fe015、Bi6Ti3Fe2018等)为奥里维里斯(Aurivillius)层状结构化合物，其禁带宽度约为2.08eV，可以有效的吸收可见光。内建电场和层状结构都有利于光生电子-空穴对的有效分离，并且所制备的材料为具有纳米级厚度的片状材料，比表面积较大，从而提高了光催化性能。氯氧化铋(B1Cl)为Bi2O22+和Cl2_交替排列组成的层状结构，并且能带结构与不少染料相匹配从而具有染料敏化作用，可以更有效的吸收利用可见光。 并且，本专利技术所制备的复合光催化剂在可见光下可以高效分解有机污染物，并且可反复长期使用。以摩尔浓度为KT5M的有机染料溶液罗丹明B为例，经实验测试，以滤去紫外光的氙灯作为光源，可以在二十分钟内将溶液中的罗丹明B基本分解完全，分解效率高，可以应用于各种需要对有机污染物进行分解的环境中，可以很好地解决现有光催化剂在可见光下光催化性能与稳定性难以兼顾的缺点。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术所述一种氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂的制备方法实施例的流程图。 图2为实施例1中所制备的钛酸铁铋光催化剂的扫描电子显微镜照片。 图3为实施例1中所制备的钛酸铁铋光催化剂的X射线衍射图。 图4为实施例1中所制备的氯氧化铋-钛酸铁铋复合光催化剂的X射线衍射图。 图5为实施例1中所制备的复合光催化剂分解溶液中有机染料罗丹明B的紫外可见吸收光谱图。 图6为实施例2中所制备的复合光催化剂的扫描电子显微镜照片。 图7为实施例2中所制备的复合光催化剂的X射线衍射图。 图8为实施例2中所制备的复合光催化剂分解溶液中有机染料罗丹明B的紫外可见吸收光谱图。 图9为实施例3中所制备的复合光催化剂的X射线衍射图。 图10为实施例3中所制备的复合光催化剂分解溶液中有机染料罗丹明B的紫外可见吸收光谱图。 图11为实施例4中所制备的复合光催化剂的扫描电子显微镜照片。 图12为实施例4中所制备的复合光催化剂的X射线衍射图。 图13为实施例4中所制备的复合光催化剂分解溶液中有机染料罗丹明B的紫外可见吸收光谱图。 图14为实施例1-4中所制备的复合光催化剂分解溶液中有机染料罗丹明B的曲线对比图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。 开发新型可见光光催化材料，提高光能利用率和可见光光催化活性是当前光催化领域研究的重点，这对于处理有机污染物、环境保护和新能源开发都具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氯氧化铋‑钛酸铁铋复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括：水热合成步骤：在室温下，将铋源物质、铁源物质和钛源物质溶于稀硝酸溶液中得到混合溶液，将所述混合溶液的pH值调节至12～14，得到含有沉淀的悬浊液；在160～220℃的条件下加热保温24～72h；清洗并烘干悬浊液中的沉淀得到粉末状的钛酸铁铋光催化剂，其中，所述铋源物质与铁源物质和钛源物质两种物质量的和的摩尔比为(9:7)～(9:8)，所述铁源物质与所述钛源物质的摩尔比为(1:6)～(5:3)；盐酸处理步骤：在室温或加热条件下将制得的钛酸铁铋光催化剂放入摩尔浓度为0.5～2M的稀盐酸溶液中，磁力搅拌1～24h；将混合溶液离心清洗烘干，得到氯氧化铋‑钛酸铁铋复合光催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周豫，李静波，金海波，陈卓，王潇男，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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