一种Bi制造技术

本发明专利技术属于光催化技术领域，具体涉及一种Bi

【技术实现步骤摘要】
一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂及其制备方法、应用
本专利技术属于光催化
，具体涉及一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂及其制备方法、应用。
技术介绍
光催化技术因其高效、环保、低成本等优点，是解决当前环境污染问题最具前景的方法之一。传统的半导体光催化剂由于其带隙较宽、可见光利用率低、光生载流子复合严重，导致其可见光光催化性能不理想。因此，研发新型的可见光光催化剂成为光催化技术的关键。近年来，基于BixOyIz半导体光催化剂的研究引起了科研人员的广泛关注。在各种BixOyIz中，Bi4O5I2和Bi5O7I是两种具有较高光催化活性的光催化剂。Bi4O5I2为单斜晶相，对可见光吸收强，光化学稳定性较高，但却受到低量子效率的限制。Bi5O7I为典型的正交相，其对紫外光吸收明显，但对可见光吸收较弱，因而具有较高的紫外光催化活性，其可见光催化活性较差。为了进一步提高Bi5O7I和Bi4O5I2的光催化活性，构建二者的异质结构是一种有效方法。目前，由于国内外关于Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构光催化剂的报道相对较少，因而制备形貌新颖且光催化性能优异的Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构对于开发高活性光催化剂具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂。本专利技术提供了一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂的制备方法。本专利技术还提供了一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂的应用。为了实现上述目的，本专利技术所采用的具体技术方案为：本专利技术提供了一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂，所述Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂为纳米异质结构，其中，Bi4O5I2为片状，Bi5O7I是纤维状，Bi5O7I纤维长度为0.5~10μm，宽度为50~1000nm，厚度为10~600nm；所述片状Bi4O5I2均匀地垂直生长在纤维状Bi5O7I的(100)侧面，片的大小为20~600nm，厚度为2~100nm。本专利技术还提供了一种上述Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）Bi5O7I纤维合成：将碘化钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得均匀溶液；将五水合硝酸铋固体和NaOH溶液分别加到碘化钠溶液中，超声分散，搅拌，使其充分反应；反应结束后，进行分离、洗涤、干燥后得到的产物，即为Bi5O7I纤维；（2）片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构合成：将步骤（1）所得的Bi5O7I纤维在乙二醇中超声分散，形成Bi5O7I分散液；将五水合硝酸铋和NaI水溶液分别缓慢滴入到Bi5O7I分散液中，搅拌均匀，得混合分散液；将混合分散液加入反应釜中，进行溶剂热反应；反应结束后冷却，分离反应液，所得沉淀洗涤、干燥，得到片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构。进一步的，步骤（1）中，所述碘化钠与水的摩尔体积比为2.8mmol：80mL；所述五水合硝酸铋和碘化钠的摩尔比是1:1；所述NaOH溶液浓度为2mol/L，且与碘化钠水溶液的体积比为6：80；所述充分反应是指在室温下超声分散2min，搅拌反应4h；所述洗涤是指用去离子水和无水乙醇交替洗涤；所述干燥是指60℃干燥12h。进一步的，步骤（2）中，所述Bi5O7I纤维分散液中，Bi5O7I与乙二醇的摩尔体积比为0.16mmol：30mL；所述五水合硝酸铋水溶液中五水合硝酸铋与水的摩尔体积比为（0.016~0.128）mmol：15mL；所述碘化钠水溶液中碘化钠与去离子水的摩尔体积比为（0.016~0.128）mmol：15mL；所述五水合硝酸铋和碘化钠的摩尔比是1:1；所述Bi5O7I与五水合硝酸铋的摩尔比为0.16：（0.016~0.128）。进一步的，步骤（2）中，所述碘化钠水溶液中碘化钠与去离子水的摩尔体积比为0.064mmol：15mL；所述五水合硝酸铋水溶液中五水合硝酸铋与去离子水的摩尔体积比为0.064mmol：15mL。进一步的，步骤（2）中，所述搅拌的时间为20min；所述溶剂热反应为在140-180℃反应温度下，反应8-24h。进一步的，所述溶剂热反应的反应温度为160℃，反应时间为12h。本专利技术还提供了一种上述Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂在光催化降解罗丹明B、盐酸四环素、水杨酸、甲基橙、亚甲基蓝、双酚、对氯苯酚中的应用。本专利技术的制备方法及所得的产物具有如下优点及有益效果：（1）本专利技术制备工艺简单、环保，易于批量生产；（2）本专利技术制备一种片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构，该纳米异质结构为片状Bi4O5I2复合在纤维状Bi5O7I的（100）侧面，催化剂比表面积较大，提高了Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构与待降解物的接触面积；（3）本专利技术制备的片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构，通过调整各原料的比例关系及优化实验参数，制备最优催化性质的Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构。附图说明图1为实施例3所得片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I-3纳米异质结构的XRD图。图2为实施例3所得片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I-3纳米异质结构的扫描电镜图。图3为实施例3所得片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I-3纳米异质结构的透射电镜图。图4为Bi4O5I2/Bi5O7I-3及对比样品的可见光光催化降解罗丹明B性能。图5为Bi4O5I2/Bi5O7I-3及对比样品的可见光光催化降解盐酸四环素性能。图6为Bi4O5I2/Bi5O7I-3可见光光催化降解罗丹明B的重复使用性能。图7为Bi4O5I2/Bi5O7I-3可见光光催化降解盐酸四环素的重复使用性能。图8为对比例1所得Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构的扫描电镜图。图9为对比例1所得Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构的XRD图。图10为对比例2所得Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构的扫描电镜图。图11为对比例3所得Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构的扫描电镜图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1（1）将2.8mmol的NaI溶于80ml去离子水中，充分搅拌得均匀NaI水溶液；将2.8mmol的固体Bi(NO3)3•5H2O加到NaI水溶液中，超声分散2min，获得砖红色悬浮液；将6mlNaOH溶液(2mol/L)缓慢滴加到上述悬浮液中，室温搅拌4h使其充分反应，反应结束后，进行分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤两次，再将离心产物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得Bi5O7I纤维。（2）取步骤（1）所得0.16mmolBi5O7I分散在30ml的乙二醇中，得到Bi5O7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Bi

【技术特征摘要】
1.一种Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂，其特征在于，所述复合光催化剂为纳米异质结构，所述Bi4O5I2为片状，Bi5O7I是纤维状，Bi5O7I纤维长度为0.5~10μm，宽度为50~1000nm，厚度为10~600nm；所述片状Bi4O5I2均匀地垂直生长在纤维状Bi5O7I的(100)侧面，片的大小为20~600nm，厚度为2~100nm。


2.一种如权利要求1所述的Bi4O5I2/Bi5O7I复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）Bi5O7I纤维合成：将碘化钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得均匀溶液；将五水合硝酸铋固体和NaOH溶液分别加到碘化钠溶液中，超声分散，搅拌，使其充分反应；反应结束后，进行分离、洗涤、干燥后得到的产物，即为Bi5O7I纤维；
（2）片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构合成：将步骤（1）所得的Bi5O7I纤维在乙二醇中超声分散，形成Bi5O7I分散液；将五水合硝酸铋和NaI水溶液分别缓慢滴入到Bi5O7I分散液中，搅拌均匀，得混合分散液；将混合分散液加入反应釜中，进行溶剂热反应；反应结束后冷却，分离反应液，所得沉淀洗涤、干燥，得到片状/纤维状Bi4O5I2/Bi5O7I纳米异质结构。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述碘化钠与水的摩尔体积比为2.8mmol：80mL；所述五水合硝酸铋和碘化钠的摩尔比是1:1；所述NaOH溶液浓度为2mol/L，且与碘化钠水溶液的体积比为6：80...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹永强，张浩楠，张鑫，张兆泽，杨萍，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37