[发明专利]一种具有三元异质结结构的光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种具有三元异质结结构的光催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的具有三元异质结结构的光催化剂，所述光催化剂为Bi₄Ti₃O₁₂/Bi₁₂TiO₂₀/α‑Bi₂O₃，包括载体α‑Bi₂O₃和负载在载体上的Bi₁₂TiO₂₀和Bi₄Ti₃O₁₂；所述α‑Bi₂O₃、Bi₁₂TiO₂₀和Bi₄Ti₃O₁₂形成三元异质结；所述Bi₁₂TiO₂₀为花生状，所述Bi₄Ti₃O₁₂为片状。实施例结果表明，本发明提供的Bi₄Ti₃O₁₂/Bi₁₂TiO₂₀/α‑Bi₂O₃光催化剂对各类有机污染物降解率可达74％以上，且本发明所述的光催化剂实现了高浓度有机污染物的降解。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种具有三元异质结结构的光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济的快速发展和人口数量的增加，人类对石油资源的开发和利用日益增多，进而导致石化工业废液的增多。石化工业废液由于具有毒性大、组分复杂和难降解等特点，使环境遭到严重的破坏。因此，人们为了实现可持续发展必须采用有效的方法来解决上述问题。目前，解决上述问题的方法主要包括物理吸附和光催化；物理吸附的净化效率低，资金消耗大，并不适用于大规模的工业废液的处理；而光催化具有操作简单、降解效果好、成本低、不易造成二次污染等特点，成为了国内外研究者的关注重点。

金属铋是全球唯一的无毒、无害、绿色环保的金属，我国拥有丰富的铋资源，是世界第一铋资源大国，占世界总储量的75％，价格比较低。目前，Bi₂O₃已被应用于4-氯苯酚(4-chlorophenol)、罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)等污染物的光催化降解中。然而，对实际应用来说，氧化铋光降解污染物效率仍然很低。虽然当氧化铋与其他半导体形成异质结结构能够促进电子和空穴分离，但是分离效率依旧不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有三元异质结机构的光催化剂，所述催化剂能够快速高效的降解各类有机污染物。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有三元异质结结构的光催化剂，所述光催化剂为Bi₄Ti₃O₁₂/Bi₁₂TiO₂₀/α-Bi₂O₃，包括载体α-Bi₂O₃和负载在载体上的Bi₁₂TiO₂₀和Bi₄Ti₃O₁₂；

所述α-Bi₂O₃、Bi₁₂TiO₂₀和Bi₄Ti₃O₁₂形成三元异质结；

所述Bi₁₂TiO₂₀为花生状，所述Bi₄Ti₃O₁₂为片状。