[发明专利]一种负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料的制备方法及其制得的产品

说明书

本发明公开了一种负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料的制备方法，首先以Bi‑MOF为前驱体合成Bi₂O₃，然后以Bi₂O₃和二水合醋酸镉为原料采用原位油浴法负载硫化镉量子点于氧化铋表面，合成得到负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料。此外还公开了上述制备方法制得的产品。本发明制得的氧化铋复合可见光催化材料呈棒状结构，CdS量子点均匀分散于棒状氧化铋结构表面，有效增加了材料的比表面积，暴露出更多活性位点，从而有效提高了其可见光催化性能。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种负载型氧化铋复合可见光催化材料的制备方法及其制得的产品。

背景技术

目前，随着现代工业技术的不断发展，越来越多的污染物被排放到水生生态系统中。其中，有机染料的污染占据主导地位，然而，传统的水处理工艺对其处理效果不佳。因此，亟需研发去除水中有机染料污染物的高效降解技术。在众多高级水处理技术中，光催化技术由于其高效、绿色环保等特点而受到研究者的广泛青睐。

光催化材料大致可以分为七大类，即金属氧化物、金属硫化物、Bi基光催化剂、Ag基光催化剂、g-C₃N₄、元素半导体催化剂与其他光催化材料。其中，Bi基光催化剂因其对人体无毒无害、成本低廉、较窄的带隙等性质引起了广泛关注。然而，单相的铋氧化物，其光生电荷的复合率较高，可见光响应差，从而限制了其光催化治污的能力。如何通过改性方法有效提升铋基材料的光催化性能，一直是本领域所要研究和解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料的制备方法，通过将硫化镉量子点均匀分散于棒状氧化铋结构表面，以有效增加材料的比表面积、暴露出更多活性位点，从而提高其可见光催化性能。本发明的另一目的在于提供上述负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料的制备方法制得的产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)以Bi-MOF为前驱体合成Bi₂O₃

(1-1)按照Bi₂O₃化学计量比称取Bi(NO₃)₃·5H₂O和均苯三甲酸，并溶解于甲醇的DMF溶液中，搅拌均匀得到混合溶液；

(1-2)将所述混合溶液转入反应釜中，在120～140℃温度下反应12～24h，待反应产物冷却后，经洗涤、干燥，得到白色Bi-MOF前驱体；

(1-3)将所述Bi-MOF前驱体在空气氛围中进行煅烧处理，得到淡黄色Bi₂O₃产物；

(2)CdS@Bi₂O₃复合可见光催化材料的制备

按照摩尔比二水合醋酸镉∶硫代乙酰胺∶Bi₂O₃＝0.025～0.15∶0.025～0.15∶1，将二水合醋酸镉与所述Bi₂O₃产物混合后分散于乙醇中形成混合液，在60～100℃温度下油浴加热10～20min后，加入硫代乙酰胺溶液，继续加热1～2h；反应产物自然冷却后，经洗涤、干燥，即制得负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料。

进一步地，本发明制备方法所述步骤(1-3)的煅烧温度为500～550℃。

本发明提供的上述负载CdS量子点的氧化铋复合可见光催化材料的制备方法制得的产品，所述CdS均匀分散于棒状氧化铋结构表面，所述CdS的尺寸为4～7nm。