[发明专利]一种Bi2

说明书

本发明公开了一种Bisubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;/g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;二元复合光催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂制备及应用技术领域。所述催化剂由以下重量配比的原料组成：Bisubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;：3~25份，g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;100份。制备方法为：（1）g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;的制备；（2）Bisubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;的制备；（3）Bisubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;/g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;二元复合催化剂的制备。所得二元催化剂可用于在可见光条件下降解有机污染物。本发明通过湿式浸渍‑煅烧法合成二元催化剂Bisubgt;2/subgt;Ssubgt;3/subgt;/g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;，具有良好的吸附和降解性能，在一定时间内染料的降解率达到97.77%。本发明中所采用的制备方法过程简单易控、操作方便、成本低廉、光催化效果明显，在催化化学、环境学等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种Bi₂S₃/g-C₃N₄二元复合光催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂制备及应用技术领域。

背景技术

近年来，化工企业的发展使水污染问题日益严重。常见的处理废水的方法有吸附法、混凝法、氧化法、电解法以及生物处理法。这些方法有明显的缺陷，如费用较高，处理周期长及处理效率低等。研究发现光催化具有低成本、环境友好、应用范围广等优点，其驱动力来自可持续的绿色太阳能，被认为是解决环境问题最有效的方法之一。近年来，石墨碳氮化物（g-C₃N₄）由于其合适的禁带宽度（2.7eV），易制备以及良好的热稳定性和化学稳定性等优点引起了众多研究人员的关注。

虽然g-C₃N₄是一种优异的光催化材料，其发展至今仍存在诸多问题，如量子效率低、可见光光电转换率低、比表面积小、活性位点有限以及不易回收等。为克服此类问题，人们研究了许多方法来提高g-C₃N₄的光催化性能。

发明内容

本发明旨在提供一种Bi₂S₃/g-C₃N₄二元复合光催化剂及其制备方法，该方法可以增大光谱响应范围，有效降低其光生电子-空穴的复合率，有效提高g-C₃N₄光催化剂的催化活性，并将其应用于有机污染物的降解。

本发明选用Bi₂S₃改性g-C₃N₄构筑Z型异质结提高g-C₃N₄的光催化活性。Bi₂S₃是一种金属硫化物半导体，禁带宽度窄（约为1.68eV）。作为一种助催化剂，在可见光范围内具有很强的吸收能力、低氧性和窄带隙，具有很好的拓展半导体复合材料的光吸收范围和抑制光生电子-空穴对复合的能力。本发明首先制备Bi₂S₃，再将其与g-C₃N₄相结合，通过二者匹配的能带结构，可进一步缩小g-C₃N₄的禁带宽度，提高g-C₃N₄的可见光响应范围，增强g-C₃N₄的光催化活性，降低g-C₃N₄光生电子-空穴的复合率，增加其催化活性。