[发明专利]一种PVDF-Ag/AgBr/g-C3N4-BiOCl(001)复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种PVDF‐Ag/AgBr/g‐C₃N₄‐BiOCl(001)复合膜的制备方法，属于光催化剂技术领域。该复合膜活性组分是Ag/AgBr/g‐C₃N₄和BiOCl(001)，其结构是Ag/AgBr/g‐C₃N₄和BiOCl(001)分布在PVDF基体当中。本发明先用BiOCl(001)掺杂PVDF，然后在引入Ag/AgBr/g‐C₃N₄纳米复合材料，利用贵金属的SPR效应和晶面工程技术相结合，优化了光生电子的分离和传输，从而提高了催化活性。对于降解MO的反应，当用该复合膜为光催化剂时，30W LED灯作为光源，照射时间为120min时，MO的降解率即达到92％。

技术领域

本发明属于光催化剂领域，具体涉及一种暴露(001)面的氯氧化铋(BiOCl(001))和纳米复合材料Ag/AgBr/g‐C₃N₄掺杂聚偏四氟乙烯(PVDF)复合膜(这种复合膜简写为PVDF‐Ag/AgBr/g‐C₃N₄‐BiOCl(001))的制备技术，特别涉及一种形貌和组成可控的PVDF‐Ag/AgBr/g‐C₃N₄‐BiOCl(001)复合膜的制备技术。本发明合所制备的PVDF‐Ag/AgBr/g‐C₃N₄‐BiOCl(001)复合膜为光催化剂，用于光降解甲基橙(MO)取得了很好的催化效果。

背景技术

环境问题和能源问题是21世纪人类可持续发展面临的两大挑战。利用洁净太阳能资源的半导体光催化技术成为应对这两大挑战的重要手段之一(S.Bai,et al.Steeringcharge kinetics in photocatalysis:intersection of materials syntheses,characterization techniques and theoretical simulations,Chem.Soc.Rev.,44(2015) 2893‐2939.)。但是目前光催化材料的研究仍然面临限制其实际应用的以下几个重要问题：一是光响应范围窄。具有高活性的传统半导体，例如TiO₂，其能带较宽，只能吸收占太阳能4％左右的紫外光，无法利用占太阳能大部分的可见光，造成太阳能利用率较低。二是催化氧化效率低。光照下产生的光生电子和空穴在半导体内部或表面迅速复合，无法有效的参与光催化过程，造成催化氧化效率较低。三是催化机理仍然需要进一步研究。促进光生电子和空穴分离的最常用方法之一是构建异质结，由于光催化过程十分复杂，在其催化机理研究方面，虽然已经做了大量研究工作，但是目前对复杂异质结的催化机理仍然还不是十分清楚。四是催化剂固化难，导致催化剂流失，造成二次污染等问题(H.Wang,et al.Semiconductor heterojunction photocatalysts:design,construction,andphotocatalytic performances,Chem.Soc.Rev.,2014,43,5234‐5244；N.Zhang,et al.Waltzing with the Versatile Platform of Graphene to Synthesize CompositePhotocatalysts,Chem.Rev.2015,115,10307‐10377.)。