[发明专利]一种碘化银/硒酸铋复合材料的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碘化银/硒酸铋复合材料的制备方法和应用。采用原位沉积的方法，先将Bi₂SeO₅粉末分散在去离子水中，随后往上述溶液中加入AgNO₃溶液；置于暗处搅拌30 min后逐滴加入KI溶液直至溶液变成亮黄色；离心分离，沉淀物分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤，真空干燥后在氮氢混合气氛中煅烧即得AgI/Bi₂SeO₅复合物，颗粒状的AgI沉淀在片状的Bi₂SeO₅上。本发明反应条件温和，易控制，且制备过程环保无污染，有利于工业化生产；有效克服了以往AgI颗粒在负载过程中颗粒易团聚，或者容易被氧化的问题。所制备的复合材料具有较好的光催化活性，能有效地对有污染物进行光降解和选择性有机合成。

技术领域

本发明属于光催化复合材料制备技术领域，具体涉及一种碘化银/硒酸铋复合材料的制备方法和应用。

背景技术

银基半导体光催化材料的禁带宽度比较低，在可见光区有较强的感光度，同时人们发现其也具有很好的光催化活性，因此引起了人们的广泛关注和深入研究，如AgX(X=C1，Br，I)、Ag₂S、Ag@AgX(X=C1，Br，I)、Ag₃P0₄, Ag₃As0₄、Ag₂M0₄(M=Cr，Mo，W)等。但由于其不稳定，见光易分解出单质银，不能作为单独的光催化剂使用。另一方面是银基半导体材料光生电子空穴对复合率较高，导致光生载流子的利用率不高。因此人们研究将其与半导体材料复合，用以提高系统的电荷分离效率，扩展其对光谱的吸收范围，最终用于改性半导体催化剂的光催化活性。

目前，有许多关于半导体复合改性光催化剂的研究已见于报道。Zhang等人通过原位沉淀法制得暴露（100）晶面的Bi₂SiO₅/AgI光催化剂，成功将Bi₂SiO₅的光响应范围拓展到可见光范围，且相比于单一的Bi₂SiO₅和AgI光催化剂，复合后的光催化剂具有更显著的可见光降解酸性红G水溶液的性能（Journal of Materials Chemistry A 2015,3,16737-16745）。黄柏标课题组成功合成出Ag/AgBr/BiOBr复合光催化剂，复合材料的光吸收性能显示其具有等离子体效应，且其在光催化杀菌和染料降解反应中均展现出较高的光催化活性（Chemical Communications, 2011, 47, 7054-6）。

中国发明专利ZL201510703173.4公开了在紫外光照射下，Bi₂SeO₅光催化剂不仅具有降解污染物的广谱性，且在光催化有机合成方面也有一定效果。然而，由于Bi₂SeO₅属于宽带隙的半导体材料，禁带宽度在3.5 eV，故其只能吸收紫外光。众所周知，波长低于400 nm的紫外光部分约占太阳光总能量的5%，使得95%的太阳光不能被有效利用，很大程度上制约了Bi₂SeO₅在环境治理方面的实际应用。同时该专利中的Bi₂SeO₅光催化剂制备过程需要先合成出Bi₂Se₃前驱体，再通过氧化处理得到Bi₂SeO₅。这个过程步骤较多，在实际生产中可能出现一定的不可控行。因此急需进一步开发新型的简单的制备方法。

另一方面，具有大比表面积的Bi₂SeO₅纳米片作为催化剂载体，通过与银基光催化剂的复合，能够有效吸附有机污染物并促进复合材料光生电子空穴对的分离，从而有利于有机污染物在可见光下的光催化降解，拓展了Bi₂SeO₅与银基复合光催化材料在光催化领。

发明内容