[发明专利]一种BiOI/BiVO4复合光催化剂及其制备方法、应用

说明书

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种BiOI/BiVO₄复合光催化剂及其制备方法、应用。该复合光催化剂为二维复合纳米片，以BiOI纳米片为基础，在BiOI纳米片上生长BiVO₄纳米片薄层。本发明采用简单的离子置换法制备BiOI/BiVO₄异质结复合纳米片光催化剂，制备方法工艺简单、易于控制、成本低廉；具有良好的可见光吸收性能；本发明制备的催化剂在75min的可见光照射下,30mg BiOI/BiVO₄ (V:I=80%)异质结复合光催化剂对体积为50 mL、浓度为5mg/L的罗丹明B的降解率可达97%，90min内则可实现完全降解。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种BiOI/BiVO₄复合光催化剂及其制备方法、应用。

背景技术

随着社会的快速发展，能源短缺和环境问题日益严竣，威胁着人类的生存与健康。半导体光催化技术被认为是解决能源危机和环境问题最有效的方法之一。但是传统的半导体，如TiO₂、ZnO等都存在禁带宽度较宽，仅能吸收紫外光，光生载流子复合较快等缺点。为了能更好的利用太阳光，提高其光催化活性，开发高效的可见光驱动的光催化剂是光催化技术发展的趋势。

铋系的光催化剂以其独特的结构及良好的光吸收性能，引起了人们的广泛关注。如卤氧化铋( BiOX, X=Cl, Br, I )，一般是由[Bi₂O₂]²⁺层和双X^-层交替形成的层状结构组成，这种结构有利于电子、空穴的快速分离。其中，BiOI作为p型半导体，由于具有较小的禁带宽度（1.7~1.9eV），可以有效的吸收可见光，而引起人们的广泛关注。钒酸铋（BiVO₄），是一种n型半导体，由于具有合适的禁带宽度（~2.4eV），其在可见光下具有较高的光催化活性以及较好的稳定性，而成为目前研究最广泛的可见光催化剂之一。由于单一的半导体光催化剂，其光生载流子易复合、分离效率较低，导致半导体光催化剂的绝对光催化活性仍较低。将n型半导体和p型半导体复合形成p-n异质结构，异质结构内部的自建电场有利于光生电子和空穴的有效分离，进而提高其催化活性。因此，制备具有p-n异质结的复合光催化剂成为目前光催化剂制备与应用方面的研究热点。

发明内容

针对目前光催化剂活性较低的问题，本发明提供了一种BiOI/BiVO₄复合光催化剂，该催化剂光催化活性高，重复使用性能好。

本发明还提供了一种BiOI/BiVO₄复合光催化剂的制备方法、应用。

本发明具体的技术方案如下：

本发明提供了一种BiOI/BiVO₄复合光催化剂，所述BiOI/BiVO₄为二维复合纳米片，以BiOI纳米片为基础，在BiOI纳米片上生长BiVO₄纳米片薄层。

本发明还提供了一种BiOI/BiVO₄复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）BiOI纳米片的制备：将Bi(NO₃)₃·5H₂O 分散到 KI溶液中，超声分散，然后在室温下磁力搅拌5个小时，离心、去离子水和乙醇洗涤，干燥，得到二维BiOI纳米片。