[发明专利]一种光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂的制备方法

说明书

一种光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂的制备方法。包括以下步骤：一、高温二次煅烧制备二维超薄g‑C₃N₄；二、液相还原引入零维Ag纳米粒子；三、溶剂热法获得三维花状BiOBr；四、静电自组装法得到最终的具有光热效果的分级BiOBr/Ag超薄/g‑C₃N₄等离子共振Z型异质结光催化剂。该具有光热效果的分级BiOBr/Ag/超薄g‑C₃N₄等离子共振Z型异质结光催化剂的制备方法，通过多维材料的复合形成了分级结构，氧空位诱导产生的光热效应强化了光生载流子的空间分离，等离子共振Z型异质结造成了催化剂氧化能力的提升，多方面激发了光催化剂的活性，有效去除水中的氧四环素或其它难降解有机污染物。

技术领域

本发明属于光催化水处理领域，具体涉及一种光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂的制备方法，更高效地去除水中氧四环素。

背景技术

抗生素作为一种具有抗菌性能的复杂有机物，一直在不断地推动着医药工业的发展。特别是氧四环素(OTC)，因其价格低廉、疗效显著，在世界范围内得到广泛应用。因此，在水环境中检测出越来越多的OTC等抗生素，其环境风险不容忽视。为了有效地解决抗生素引起的问题，各种方法被不断地开发出来。其中，可见光光催化被认为是一种潜在的环境友好型高级氧化方法。然而，抗生素的结构越复杂，传统的光催化剂就越难以从水中有效地去除抗生素。在这方面，各种新的光催化剂被开发出来。

BiOBr是一种性能优异的铋基半导体，引起了人们的广泛关注。在其制备过程中，很容易实现形态控制从而改变活性位点的数量，此外，在有机溶剂的存在下，BiOBr中可以引入大量的表面氧空位(OVs)。此外，值得一提的是，g-C₃N₄作为一种有机半导体，由于其无害、低成本、可见光响应、化学耐受性和合适的能带位置，一直是人们关注的话题。因此，在BiOBr和g-C₃N₄之间构建异质结无疑是最好的选择之一。

针对当前环境抗生素的污染问题，现存的光催化剂效能仍显不足。氧空位修饰的花状BiOBr(FBBov)和超薄g-C₃N₄(UCN)可以相互结合形成新的半导体，既弥补了各自的缺点，又产生了新的特性，如光热效应。但是，异质结的构建通常是困难的，如Z型。

发明内容

本发明的目的是为了解决当前环境光催化领域，催化剂效能不理想的问题，提供一种光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂的制备方法，制备的Z型异质结光催化剂在处理水中污染物具有显著的优势，可以更有效地解决水中氧四环素污染的问题。

本发明通过引入零维Ag纳米粒子，进一步构建了一种光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂。Ag离子的导电性和等离子体共振(SPR)效应可作为载流子转移通道，成功构建等离子体Z型异质结。在一系列的OTC去除实验中，这种具有光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂始终表现出最佳的光催化活性，能够更有效地去除水环境中存在的氧四环素，甚至可以被广泛应用于其他环境修复。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种光热型溴氧铋/Ag/超薄氮化碳等离子共振Z型异质结光催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、溶剂热法制备三维花状溴氧铋(FBBov)：将乙二醇和去离子水混合得到a溶液，随后将Bi(NO₃)₃·5H₂O加入到溶液a中，超声处理后，加入聚乙烯吡咯烷酮，剧烈搅拌至溶液转变为乳白色，将混合溶液转入到水热釜中进行溶剂热反应，最后得到的催化剂离心干燥过滤后备用；