[发明专利]一种BiOBr纳米球、制备方法及其作为光催化剂在光降解染料中的应用

说明书

本发明公开了一种BiOBr纳米球的制备方法，包括以下步骤：1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O和1,2‑二溴苯溶于乙醇中，得到混合溶液；其中，混合溶液中Bi和Br物质的量之比为1:1；2)将混合溶液进行醇热反应，反应后得到反应液；3)将反应液进行离心干燥后得到BiOBr纳米球。本发明还公开一种BiOBr纳米球，球体直径不超过50nm。本发明还公开了该纳米球作为催化剂在光降解染料中的应用，降解率达到98％，因材料尺寸的变小，光生电子和空穴从材料体内扩散到表面的时间变短，在材料体内的复合概率变小，表现出光催化活性变好。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，尤其是一种BiOBr纳米球、制备方法及其作为光催化剂在光降解染料中的应用。

背景技术

BiOBr是一种由(Bi₂O₂)²⁺层和Br^-双离子层交替排列成的，具有层状结构的新型光催化材料，其开放的层状结构有利于光生载流子在层间的传输，可以缩短电荷到达表面活性位点的距离，减小光生电荷的复合，因此，BiOBr比传统TiO₂表现出更加优异的光催化活性。此外，材料尺寸是影响其催化活性的另一个重要因素，材料粒径越小，光生电子和空穴从材料体内扩散到表面的时间越短，在材料体内的复合概率越小，光催化活性越好。目前，已报道的BiOBr多为片状或由片状形成的BiOBr球，尺寸通常大于100nm，甚至可达微米级别，不利于光催化过程中有效光生载流子发挥作用。由于制备BiOBr过程中成核生长速度较快，小尺寸、大比表面积的BiOBr纳米球成为了研究热点和难点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种BiOBr纳米球、制备方法及其作为光催化剂在光降解染料中的应用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种BiOBr纳米球的制备方法，包括以下步骤：

1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O和1,2-二溴苯溶于乙醇中，得到混合溶液；其中，混合溶液中Bi和Br物质的量之比为1:1；

2)将混合溶液进行醇热反应，反应后得到反应液；

3)将反应液进行离心干燥后得到BiOBr纳米球。

进一步的，步骤1)中混合溶液中Bi(NO₃)₃·5H₂O的浓度为75-125mmol/L。

进一步的，将Bi(NO₃)₃·5H₂O和1,2-二溴苯溶于乙醇中的溶解手段为搅拌和超声处理。

进一步的，超声处理的参数为超声功率为300W，超声频率为40-80kHz，处理时间为12-24h。

进一步的，步骤2)中醇热反应的温度为100-120℃，反应时间为4-8h。

一种BiOBr纳米球，球体直径不超过50nm。

一种BiOBr纳米球，作为光催化剂在光降解染料中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用醇热法制备BiOBr纳米球的方法，具有操作简便、制备时间短、成本低廉且适合于工业化生产的特点。