[发明专利]一种氧化铋-氮化碳-卟啉复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铋‑氮化碳‑卟啉复合光催化剂及其制备方法。本发明的氧化铋‑氮化碳‑卟啉复合光催化剂的组成包括氧化铋微球和负载在氧化铋微球上的卟啉敏化氮化碳，其制备方法包括以下步骤：1)将可溶性铋盐分散在醇‑酮混合液中，进行溶剂热反应，得到氧化铋微球；2)将氮化碳和卟啉分散在乙醇中，进行反应，得到卟啉敏化氮化碳；3)将氧化铋微球和卟啉敏化氮化碳分散在水中，进行反应，即得氧化铋‑氮化碳‑卟啉复合光催化剂。本发明的氧化铋‑氮化碳‑卟啉复合光催化剂具有优异的光催化性能，且制备方法简单、制备条件温和、成本低，适合大面积推广应用。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，具体涉及一种氧化铋-氮化碳-卟啉复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着全球经济的发展，环境污染问题凸显，在解决环境污染问题的众多方法中，光催化技术由于具有成本低、无二次污染等优点，已经成为解决环境污染问题最有潜力的方法之一，而开发高效的光催化剂成为了研究的热点。

二氧化钛和氧化铋是两种常见的光催化剂，但都存在明显的缺陷，例如：二氧化钛具有无毒无污染、卫生安全、光化学稳定性好等优点，在环境净化方面起到重要作用，但二氧化钛的禁带宽度大，只对波长在400nm以下的紫外光区有光响应效果；氧化铋的禁带宽度为2.8eV，具备可见光活性，备受关注，但其自身光生电子-空穴的快速复合比较严重，光催化性能一般，限制了其应用。

因此，为了满足实际应用需求，有必要开发一种综合性能更加优异的光催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化铋-氮化碳-卟啉复合光催化剂及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种氧化铋-氮化碳-卟啉复合光催化剂，其组成包括氧化铋微球和负载在氧化铋微球上的卟啉敏化氮化碳。

优选的，所述氧化铋微球的粒径为1μm～3μm。

上述氧化铋-氮化碳-卟啉复合光催化剂的制备方法包括以下步骤：

1)将可溶性铋盐分散在醇-酮混合液中，进行溶剂热反应，得到氧化铋微球；

2)将氮化碳和卟啉分散在乙醇中，进行反应，得到卟啉敏化氮化碳；

3)将氧化铋微球和卟啉敏化氮化碳分散在水中，进行反应，即得氧化铋-氮化碳-卟啉复合光催化剂。

优选的，步骤1)所述可溶性铋盐为硝酸铋、三氯化铋、硫酸铋中的至少一种。

优选的，步骤1)所述醇为乙二醇、丙三醇中的至少一种。

优选的，步骤1)所述的酮为丙酮、丁酮、2-戊酮中的至少一种。

优选的，步骤1)所述醇-酮混合液中醇和酮的体积比为1:1～1:4。

优选的，步骤1)所述溶剂热反应在140℃～160℃下进行，反应时间为4h～6h。

优选的，步骤2)所述氮化碳通过以下方法制备得到：将氮化碳前驱体以0.5℃/min～2℃/min的速率升温至500℃～600℃，保持3h～5h，再磨碎后以5℃/min～10℃/min的速率升温至400℃～500℃，保持2h～3h，即得氮化碳。

优选的，所述氮化碳前驱体为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的至少一种。

优选的，步骤2)所述卟啉的用量为氮化碳质量的0.05％～0.5％。

优选的，步骤2)所述反应在常温下进行，反应时间为6h～12h。

优选的，步骤3)所述氧化铋微球、卟啉敏化氮化碳的质量比为5:1～20:1。