[发明专利]一种光催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化领域，尤其涉及一种光催化材料及其制备方法。

背景技术

光催化材料是指通过该材料、在光的作用下发生的光化学反应所需的一类半导体催化剂材料，世界上能作为光催化材料的有很多，例如：二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉、氧化铋等多种氧化物硫化物半导体。

其中，δ-Bi₂O₃因其具有较大的比表面积、优秀的导电性能、优异的热稳定性以及较窄的带隙(2.8eV)，而成为非常具有发展潜力的光催化材料。如：δ-Bi₂O₃吸收光能而产生和带隙相匹配的电子空穴对，使其具有较强的催化性能，用于催化有机染料分解、降解空气中的污染物等。但是，目前公开的含氧化铋的复合材料催化稳定性差。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种光催化材料及其制备方法，本发明提供的光催化材料催化稳定性好。

本发明提供了一种光催化材料，其特征在于，所述光催化剂为金属掺杂的球形δ-Bi₂O₃，

其中，所述金属为镍、铝和锌中的一种或几种。

优选的，所述光催化剂中，所述金属与所述球形δ-Bi₂O₃的摩尔比为(1～20)：100。

本发明还提供了一种本发明所述的光催化材料的制备方法，包括：

1)将铋源、溶剂和金属粉混合，并超声至金属粉完全溶解，得到混合溶液，

其中，所述金属为镍、铝和锌中的一种或几种；

2)将混合溶液在120～200℃反应，得到金属掺杂的球形δ-Bi₂O₃。

优选的，所述铋源为五水合硝酸铋。

优选的，所述溶剂为乙二醇和乙醇。

优选的，所述乙二醇与所述乙醇的体积比为1：(3～5)。

优选的，所述铋源与所述金属粉的摩尔比为(1～20)：100。

优选的，所述步骤1)具体为：

将铋源与溶剂混合，搅拌至铋源溶解后，再加入金属粉，并超声至金属粉完全溶解，得到混合溶液。

优选的，所述步骤2)的反应时间为1～12小时。

优选的，所述步骤2)反应的温度为140～160℃。

与现有技术相比，本发明提供了一种光催化材料及其制备方法，本发明提供的催化材料，为金属掺杂的球形δ-Bi₂O₃，其中，所述金属为镍、铝和锌中的一种或几种，其中，本发明通过将镍、铝和锌中的一种或几种金属掺杂在球形δ-Bi₂O₃中，使得得到的光催化材料对NO氧化的反应的催化效率大大提高，且催化稳定性好，实验结果表明，本发明提供的光催化材料的对NO氧化的催化效率为52.2％，且5次催化后保持在原有催化效率的90.7％。

附图说明

图1为本发明实施例1～2制备得到的材料以及未掺杂的Bi₂O₃的XRD图；

图2为本发明实施例1～2制备得到的材料以及未掺杂的Bi₂O₃的XRD图局部放大图；

图3为本发明实施例1～2制备得到的材料以及未掺杂的Bi₂O₃的催化性能、能带宽度以及光吸收强度测试结果；

图4为本发明实施例1～2制备得到的材料以及未掺杂的Bi₂O₃的降解曲线；

图5为本发明实施例2制备得到的材料的扫描电镜照片；

图6为本发明实施例2制备得到的材料的透射电镜照片；

图7为本发明实施例2制备得到的材料的循环稳定性测试结果。

具体实施方式

本发明提供了一种光催化材料，其特征在于，所述光催化剂为金属掺杂的球形δ-Bi₂O₃，

其中，所述金属为镍、铝和锌中的一种或几种。

按照本发明，所述光催化剂中，所述金属与所述球形δ-Bi₂O₃的摩尔比优选为(1～20)：100，更优选为(2～18)：100，更优选为(4～15)：100，更优选为(6～12)：100，最优选为(8～10)：100。