[发明专利]BiOBr0.2I0.8/石墨烯复合可见光催化剂及其制备方法有效
| 申请号： | 201310010573.8 | 申请日： | 2013-01-12 |
| 公开（公告）号： | CN103182315A | 公开（公告）日： | 2013-07-03 |
| 发明（设计）人： | 刘红;苏芸;陈振;靳智通 | 申请（专利权）人： | 上海大学 |
| 主分类号： | B01J27/06 | 分类号： | B01J27/06 |
| 代理公司： | 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 | 代理人： | 顾勇华 |
| 地址： | 200444*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | biobr sub 0.2 0.8 石墨 复合 可见 光催化剂 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种BiOBr0.2I0.8/石墨烯复合可见光催化剂及其制备方法，属于光催化技术领域。
背景技术
近年来，能源短缺和环境污染日益成为威胁人类生存与健康的重大问题。光催化技术是一种以半导体为催化剂利用太阳能降解有机环境污染物的绿色环境治理新技术。它直接利用太阳能、不需人工能源，能彻底矿化各种难以生物降解的有机污染物，无二次污染，具有良好的应用前景。目前商业的光催化剂主要是TiO2，但TiO2光催化剂禁带较宽 (Eg = 3.2 eV)，仅能被太阳光中的紫外光激发 (占太阳能的3.8 %)，不能利用太阳光中的可见光(占太阳能的45%)，使得其太阳能利用率低，严重阻碍了光催化技术的大规模商业化推广。开发高性能可见光响应的光催化剂已成为当前最热门的研究方向之一，也是光催化技术进一步走向产业化的必然趋势和发展方向。
卤氧化铋BiOX (X = Cl，Br，I)是近几年被发现的一类新型光催化材料，其特有的开放式片层结构、内部电场和间接跃迁模式有利于空穴-电子对的有效分离和电荷转移，使得BiOX具有比TiO2更高的光催化活性。进一步研究发现，不同卤氧化铋之间还能形成固溶体，如： BiOCl1-xBrx (Y.Y. Liu,W.J. Son, J.B. Lu, B.B. Huang, Y. Dai, M.H. Whangbo. Chem. Eur. J., 2011, 17, 9342-9349) 和BiOBrxI1-x (Z.F. Jia, F.M. Wang, F. Xin, B.Q. Zhang. Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50, 6688-6694)，并且卤氧化铋固溶体在一些有机污染物的光催化降解中活性要高于单一的卤氧化铋，因此，卤氧化铋固溶体是一类潜在的新型可见光催化材料。但从现有研究结果来看，BiOCl1-xBrx和BiOBrxI1-x固溶体的光催化性能还远未达到理想的程度，它们的光催化效率仍需进一步提高。
石墨烯是一种新的碳的同素异形体，它是由sp2杂化的单层碳原子组成的蜂窝状二维晶体，具有优异的力学、热学、光学和电学性能以及超大的比表面积。将石墨烯与半导体光催化剂复合能有效降低光催化剂的电子-空穴复合率，同时能增加光催化剂对污染物的吸附能力。因此，将石墨烯与卤氧化铋固溶体进行复合对进一步提高固溶体的光催化性能具有积极意义。但到目前为止，还未见有卤氧化铋固溶体/石墨烯复合可见光催化剂的报道。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种BiOBr0.2I0.8/石墨烯复合可见光催化剂及其制备方法。
本发明一种BiOBr0.2I0.8/石墨烯复合可见光催化剂，其特征在于，由BiOBr0.2I0.8和石墨烯组成，其中，BiOBr0.2I0.8固溶体是由大量纳米片组成的微球，微球直径约为1.0μm，均匀地分布在石墨烯薄片上，石墨烯的质量百分数为5.0 %-15.0 %。
本发明一种制备BiOBr0.2I0.8/石墨烯复合光催化剂的方法，其特征在于，具有以下的制备过程和步骤：
(a) 将0.025-0.075 g氧化石墨分散至适量的乙醇中，充分超声1-2 h，得到氧化石墨烯的悬浮液；
(b) 室温下，将0.0617 g溴化钠(NaBr)和0.8224 g碘化钾(KI)溶解于4 ml的无水乙二醇中；
(c) 将1.4552 g 硝酸铋(Bi(NO3)3.5H2O)溶解于35 ml乙二醇中；
(d) 将步骤 (b)所得溶液缓慢滴加到步骤 (c)所得溶液中，继续搅拌1h；
(e) 将步骤 (a)所得悬浮液缓慢滴加到步骤 (d)所得溶液中；
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