[发明专利]一种氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明属于无机材料合成和光催化技术领域，具体涉及一种氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂的制备方法和应用。本发明采用氢气还原法将一种新型窄带隙半导体BiOI经过高温氢化处理得到氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂。本发明所得氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂相较于传统的元素掺杂，不会引入杂质元素，从而保护了BiOI催化剂晶格的稳定性。过量的氧空位可以在BiOI的价带和导带中间形成一个中间带，从而大大提高BiOI的可见光吸收。可以有效拓宽光谱响应范围，大大降低载流子的复合几率，提高光催化效率。该光催化剂在可见光条件下，对以微囊藻毒素(MC‑LR)为代表的有毒有机污染物具有良好的降解效果。本发明的制备方法工艺简单、环境友好，所制备的氧空位自掺杂BiOI光催化剂具有很高的光催化活性，能够广泛应用在水体治理方面，并且该制备方法也为设计新型的光催化剂提供了新的思路。

主权项

一种氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a：BiOI的制备(1)称取2mmol Bi(NO3)3·5H2O分散于20～40mL去离子水中，先超声30～60min，再进行磁力搅拌10～30min；(2)将2mmol KI溶于20～40mL去离子水中，待完全溶解后，磁力搅拌下，逐滴加入到上述步骤(1)所得溶液中，得到均匀分布的砖红色液体；(3)步骤(2)所得的砖红色液体自然沉降后收集沉淀，用去离子水和乙醇交替洗涤3～5次，将砖红色沉淀在60～80℃下烘干12～16h即得BiOI；b：氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂的制备(1)称取0.5～1g上述合成的BiOI置于瓷舟中，放入管式炉中间；(2)在200～500℃条件下煅烧6h，升温速率为3～5min，在此过程中石英管内充满氢氩混合气(V：V＝15：85)，气体流速为50～60sccm；(3)氢化完成后的BiOI粉末用去离子水和酒精洗涤3～5次，在60～80℃下干燥12～16h即得富含氧空位的BiOI可见光催化剂。