[发明专利]一种Bi/β-Bi2

说明书

本发明涉及一种Bi/β‑Bi₂O₃纳米花球状光催化剂及其制备方法，其主要是先将Bi(NO₃)₃·5H₂O和柠檬酸钠溶于NHO₃中，再加入一定体积的NaOH溶液，水热处理，之后再通过高温热处理，冷却得到Bi/β‑Bi₂O₃纳米花球状光催化剂，本发明的Bi/β‑Bi₂O₃纳米花球状光催化剂形貌独特，且比表面积大，对可见光有很好的吸收，在可见光条件下，对NO_x的降解效果明显，催化活性和氧化能力高，对NO的降解率在46％以上，降解过程的中间产物NO₂浓度在6ppb以下。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着工业化的发展和人类社会的需求，大气污染也伴随而生，如何处理越来越严重的空气污染问题也得到了广泛的关注。目前，光催化技术是一种绿色环保无污染的解决方案。在光催化材料中，被研究的最为广泛的当属 TiO2，该材料具有无毒、化学性质稳定、具有较强的氧化还原能力，但由于其自身的禁带宽度限制，因此只能对紫外光产生响应从而诱发一系列的催化反应。此外，由于过高的光生电子空穴的复合能力也限制了它的实际应用。因此，制备出一种新型的、高效的光催化剂是目前解决光催化材料实际应用的重要的研究方向。

在半导体光催化材料体系中，铋系半导体中由于特殊的电子结构、良好的β-Bi₂O₃光催化剂的研究最为广泛和深刻。尽我们所知，目前对β-Bi₂O₃研究也存在着可见光利用率低，光生电子空穴易复合的缺点，因此不具有高效的催化活性。

发明内容

为了克服现有的β-Bi₂O₃所存在的不足，本发明提供一种Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂的制备方法。

同时提供了用上述方法所制得的Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂以及其在在可见光条件下降解NO方面的应用。

本发明的技术方案如下:

一种Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂，所述Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂是在纳米片状的β-Bi₂O₃自组装成的球状基体上负载粒径为5-20nm的Bi 颗粒而形成直径为3～4μm的花球状结构。

进一步限定，所述纳米片状的β-Bi₂O₃的片层厚度为5～30nm。

进一步限定，所述Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂的比表面积为30～50 m²/g。

上述的Bi/β-Bi₂O₃纳米花球状光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将一定量的Bi(NO₃)₃·5H₂O和柠檬酸钠溶于NHO₃中并搅拌 20～40min，再加入一定体积的NaOH溶液，搅拌1～1.5小时，所得混合液转移到高压水热釜，在100～200℃进行水热反应24～30h，反应结束后，冷却，滤出沉淀物；

(2)将沉淀物用去离子水和乙醇清洗，烘干，即得到(BiO)₂CO₃纳米花状球；