【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化领域，特别是涉及一种等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、由于人类活动和化石燃料的使用，几十年来，空气中的二氧化碳含量急剧上升，导致全球气候变暖，冰川融化，海洋水平面上升，产生温室效应等。当务之急是找到遏制二氧化碳快速增长的可行策略。用水蒸气光催化co2还原成碳氢化合物燃料已经成为缓解全球气候变暖和能源短缺问题的一个有希望的途径。但不幸的是，c＝o键的高解离能(750kjmol-1)对co2的活化和还原构成了巨大的热力学障碍。虽然许多半导体材料已经被证明可用于二氧化碳光还原，但半导体作为潜在光催化剂的发展仍然受到光的收集和利用限制的固有影响。因此，有必要开发新的可替代材料或智能策略来避免半导体光催化剂的缺点。而工业的发展也对水生环境造成巨大的破坏。氯酚(cps)是一类具有高毒性、致癌性、致畸性、可生物降解性差等特点的有机污染物。其中2,4-二氯苯酚(2,4-dcp)在农药、除草剂、染料、制浆和造纸等产业中广泛存在，由于其具有高度的致突变性、致癌性以及对人体造成的不良影响，许多国家已将其列为重点污染物之一。因此，有必要开发出一种环境友好的方法来同时实现对2,4-二氯苯酚的有效降解和co2的还原。
2、光催化作为一种绿色无污染的高级氧化技术，利用太阳能实现对污染物的有效降解。在可见光的照射下，催化剂吸收能量后光生电子由导带跃迁至价带，从而产生具有强氧化性的自由基，如羟基(·oh)、超氧化物(·o2-)自由基和空穴(h+)，可以无选择性地氧化有机污染物而不会产生
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料及其制备方法与应用，以解决现有技术中biobr催化性能不理想的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料的制备方法，包括以下步骤：将溴盐溶于1，2-丙二醇中得到分散液，将铋盐加入分散液中混合均匀得到反应液，反应液混合均匀后转移至反应釜中在120～200℃温度中进行水热反应6～18h，反应所得物料经过冷却、分离、洗涤、干燥得到等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料。
4、作为优选的技术方案，所述分散液中还加入有木质素，所述木质素的添加量是biobr质量的1wt％～10wt％。进一步优选的，所述木质素为碱木质素或木质素磺酸盐。
5、作为优选的技术方案，所述溴盐为溴化钾或溴化钠；所述铋盐为硝酸铋、硫酸铋或氯化铋；铋盐和溴盐中铋和溴元素的原子摩尔比为1：1。
6、本专利技术的第二个目的是提供一种等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料，其是采用如第一个目的中所述的制备方法制备所得。
7、本专利技术的第三个目的是提供如第二个目的所述的等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料的应用。该光催化材料能够用于催化降解废水中污染物，废水中污染物包括2,4-二氯苯酚；该光催化材料还能够用于二氧化碳的还原。
8、本专利技术具有以下有益效果：
9、本专利技术使用1，2-丙二醇为溶剂并发挥还原剂作用，在水热反应中，1，2-丙二醇的醇羟基诱导bi-o键断裂，从而生成了氧空位，导致电子在晶体内部重新排列，同时促进三价bi离子得到电子生成单质bi并负载在biobr表面，实现在biobr中同时引入等离子体金属bi和氧空位，得到等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料。根据我们的研究，溶剂的极性会减弱催化剂形成过程中氧空位的生成，因此仅使用1，2-丙二醇作溶剂制得的催化剂氧空位浓度最高。此外，醇羟基和α-c原子支链数目的适度增加有利于氧空位的生成，但过度的增加会使得醇的性质发生很大改变，自身变得粘稠，沸点升高，这都不利于水热反应中前驱体的相互接触，以及氧空位和单质bi的生成。当在反应体系中加入适量木质素时，由于木质素含有大量官能团，其能够与1，2-丙二醇发挥协同作用，进一步促进催化剂中等离子金属bi和氧空位的形成。本专利技术制备得到的biobr光催化材料可以高效的氧化还原水中的2,4-二氯苯酚并用于co2的还原，可以有效的修复环境。本专利技术提供的光催化材料制备方法简单、可多次循环使用，具有很好的推广应用前景。
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1.一种等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将溴盐溶于1，2-丙二醇中得到分散液，将铋盐加入分散液中混合均匀得到反应液，反应液混合均匀后转移至反应釜中进行水热反应，反应所得物料经过冷却、分离、洗涤、干燥得到等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料。
2.根据权利要求1所述的等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料的制备方法，其特征在于：所述分散液中还加入有木质素，所述木质素的添加量是BiOBr质量的1wt％～10wt％。
3.根据权利要求2所述的等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料的制备方法，其特征在于：所述木质素为碱木质素或木质素磺酸盐。
4.根据权利要求1至3任一项所述的等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料的制备方法，其特征在于：所述水热反应的温度为120～200℃，时间为6～18h。
5.根据权利要求4所述的等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料的制备方法，其特征在于：所述溴盐为溴化钾或溴化钠。
6.根据权利要求4所述的等离子金属Bi/氧空
7.一种等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料，其特征在于：其是采用如权利要求1至6中任一项所述的制备方法制备所得。
8.如权利要求7所述的等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料用于催化降解废水中污染物，其特征在于：所述废水中污染物包括2,4-二氯苯酚。
9.如权利要求7所述的等离子金属Bi/氧空位-BiOBr光催化材料用于二氧化碳的还原。
...【技术特征摘要】
1.一种等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将溴盐溶于1，2-丙二醇中得到分散液，将铋盐加入分散液中混合均匀得到反应液，反应液混合均匀后转移至反应釜中进行水热反应，反应所得物料经过冷却、分离、洗涤、干燥得到等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料。
2.根据权利要求1所述的等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料的制备方法，其特征在于：所述分散液中还加入有木质素，所述木质素的添加量是biobr质量的1wt％～10wt％。
3.根据权利要求2所述的等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料的制备方法，其特征在于：所述木质素为碱木质素或木质素磺酸盐。
4.根据权利要求1至3任一项所述的等离子金属bi/氧空位-biobr光催化材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：田庆文，杨强，房桂干，李响，盘爱享，邓拥军，沈葵忠，韩善明，焦健，李红斌，梁芳敏，林艳，梁龙，朱北平，吴珽，黄晨，尹航，苏晨，杨成，马文灿，吕焱，周雪莲，耿博，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：
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