[发明专利]一种新型纳米棒Bi2O(OH)2SO4光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，采用半导体光催化材料与技术降解有害污染物、废水或染料的研究盛行起来。相较于其他技术，光催化技术有低能耗、反应速率快、降解彻底、无二次污染、容易回收等优点。所以光催化氧化处理技术，是十分有应用前景的水处理方法，并日益成为污水处理领域的研究热点。但由于涉及到材料成本、化学稳定性、抗光腐蚀能力以及光匹配性能等多种因素，真正实用的材料尚需优化研究。TiO₂是最常见并且是被研究得最多的催化剂之一，但其产生的光生电子空穴对很容易复合，导致电子和空穴不能及时迁移至表面参与氧化还原反应，从而光转化效率较低。因此，探索更为高效、稳定，更具应用前景的新光催化剂，仍是光催化研究的热点。

含铋系列复合物有着广泛的用途，不仅可以用于医药行业，还可应用于半导体。由于铋元素相对是一种无毒绿色的金属，近年来在光催化剂的制备上，日益取代含铅、锑、镉、汞等有毒元素的化合物。羟基硫酸氧铋作为一种功能材料，在光催化方面的研究鲜见报道。目前公开的有田浩发明的花状Bi₂O(OH)₂SO₄（CN201410075395.1）和六角空心管状Bi₂O(OH)₂SO₄（CN201410075405.1）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂的制备方法，该方法简单易行、易于大规模推广，能制得形状不同、催化活性更高的Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂；

本发明的另一目的在于提供所述方法制备的新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂，该方法制得的新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂催化活性更高；

本发明的还一目的在于提供该新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂在催化降解有机污染物方面的应用。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）双氧水溶液制备：向水中加入30%双氧水，30%双氧水与水的体积比为1: 1~5:1，搅拌；

（2）常温溶解：向双氧水溶液中加入硝酸铋和硫酸钠，室温下搅拌使硝酸铋溶解，制成硝酸铋浓度为0.95mmol/30ml~1.05mmol/30ml的混合溶液，硝酸铋与硫酸钠的摩尔比为1:0.5~1:2；

（3）水热反应：将上述混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬中，80~180℃恒温水热反应2~24小时，离心、洗涤、干燥后即得纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂。

进一步地，所述制备氟化氧铋光催化剂的方法中，步骤（2）硝酸铋为五水硝酸铋。

进一步地，所述制备氟化氧铋光催化剂的方法中，步骤（3）恒温水热反应时间为5小时，温度为120℃。

上述制备方法制得的纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂。

上述制备方法制得的纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂在催化降解有机污染物方面的应用。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的制备新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂的方法简单易行，易于大规模推广，所制得的新型纳米棒Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂与现有专利报道的方法制得的Bi₂O(OH)₂SO₄光催化剂形态不同，且催化活性更高。