CN106423224B - 一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光催化领域，具体涉及一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂由BiVO4和BiOI组成，其中，BiVO4与BiOI的摩尔比为1:99～99:1。制备，采用水热合成法首先制备具有三维分层微球结构的BiOI，然后通过离子交换法在水热条件下得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂。本发明的制备方法工艺简单、易于控制、成本低廉，构建了具有可见光响应的BiVO4/BiOI异质结结构，加速了光生载流子的分离，减小了光生电子‑空穴对的复合几率，在可见光下具有高效的光催化活性和稳定性，对水体中的有害微生物和染料污染物具有高效的杀灭和降解效果，在水体净化和海洋防污等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于光催化领域，具体涉及一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
当今世界，环境与能源问题日益严重。各种有害污染物在水体、土壤和空气等环境中不断积蓄、迁移和转化，严重破坏了生态平衡，也危害着人类的生命与健康。随着经济的高速发展，对能源的消耗越来越迅速。更严重的是，对传统能源的开发，更进一步加剧了环境的污染。为了实现可持续发展，解决这两大问题势在必行。
半导体光催化技术因具有清洁、友好、环保等优点，使其在解决能源和环境方面有着巨大的潜力。Fujishima和Honda于1972年首次发现在紫外光或可见光的照射下半导体光催化剂TiO2能够裂解水来获取氢能[1]，开辟了光催化化学的研究领域。自此以后，光催化技术获得了研究者们的极大关注，得到了突飞猛进的发展，在环境污染治理的诸多领域如室内空气净化、公共场所的保洁除菌以及污水处理等均得到了广泛应用。TiO2高效、清洁、无毒，是目前研究以及应用最为广泛的半导体光催化材料，但是TiO2带隙较宽(约3.2eV)，对可见光的利用率低，光生电子和空穴的复合率较高，极大制约了其进一步的发展[2]。因此，我们需要开发新型的能够更高效率利用太阳光的光催化材料。
铋系材料符合上文所提到的要求。其在可见光区(λ>420nm)具有良好的光催化性能且形貌具有多样性。更令人欣喜的是，铋和其他金属形成的复合材料也具有良好的可见光催化性能。如卤氧化铋 (BiOX(X＝Cl，Br，I))，具有四方晶形结构，是由[Bi2O2]片层与两层卤素元素交替排列形成的片层状结构，其中BiOI因为具有最小的禁带宽度(1.77～1.92eV)并且在可见光区有很好的吸收而受到了广泛关注[3]。钒酸铋(BiVO4)是具有层状结构的典型三元半导体氧化物，其具有高效的催化性、离子传导性、声光转换等独特性，其禁带宽度较窄(约2.4eV)[4]，在可见光辐照下具有良好的光催化作用。但是，由于单体光催化剂中光电子-空穴分离较慢，光生载流子易复合，导致半导体材料的光催化性能受限，而通过半导体复合构建复合材料可以加速电子-空穴分离，提高材料的光催化性能[5]。因此，急需在光催化领域开发新型复合催化剂。
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发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种 BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实施：
一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂为三维分层排列紧密的花状微球结构，由BiVO4和BiOI组成，其中，BiVO4与BiOI的摩尔比为1:99～99:1。
所述BiVO4与BiOI的摩尔比为2.5:97.5～97.5:2.5。
一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法：
(1)BiOI的制备：将Bi(NO3)3·5H2O加入到乙二醇中，磁力搅拌使之溶解，得溶解液A；同时将KI和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)依次加入到超纯水中，磁力搅拌使之溶解，得到溶解液B；之后在磁力搅拌下将上述溶解液B逐滴加入到上述溶剂液A中，得悬浮液，然后调节悬浮液的pH至5～9，之后继续磁力搅拌30～90min；搅拌结束后，将悬浮液转移至反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中150～200℃热处理12～36h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤、洗涤和40～80℃干燥2～10h后，可得到具有三维分层微球结构的BiOI；其中，Bi(NO3)3·5H2O和KI的摩尔比为1:1；
(2)BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备：将步骤(1)中得到的 BiOI分散于超纯水中，得分散液；同时将NH4VO4和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)依次加入到超纯水中，加热并磁力搅拌使其完全溶解，得 NH4VO4溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入上述NH4VO4溶解液，继续磁力搅拌30～90min，得混合液；搅拌结束后，将混合液转移至反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中120～200℃热处理 12～36h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤、洗涤和40～80 ℃干燥2～10h后，可得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂；其中， NH4VO4与BiOI的摩尔比为0.25～0.975:1。
所述步骤(1)中PVP加入量与BiOI的物质的量的关系为0.1～1.0g PVP/1mmol KI。
所述步骤(1)中调节悬浮液pH值采用浓度为1.0～5.0mol/L的 NH3·H2O或NaOH。
所述步骤(2)中分散采用超声分散10～60min。
所述步骤(2)中PVP加入量与BiOI的物质的量的关系为0.1～1.0g PVP/1mmolBiOI。
一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的应用，所述BiVO4/BiOI 异质结复合光催化剂作为水体中杀菌剂的应用。
一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的应用，所述BiVO4/BiOI 异质结复合光催化剂在降解染料中的应用。
一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的应用，所述BiVO4/BiOI 异质结复合光催化剂在水体净化中的应用。
BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂应用于水体中，对有害微生物铜绿假单胞杆菌(P.aeruginosa)和染料污染物罗丹明B(RhB)的可见光催化杀灭和降解，采用500W氙灯作为光源，其波长范围为420～760 nm；所述微生物浓度为6.2×106cfu/mL；所述罗丹明B浓度为10-5 mol/L；所述BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的用量为1.0mg/mL。
其光催化活性具体测试方法为：采用500W氙灯作为光源，辅以滤光片；将微生物和亚甲基蓝溶液加入到反应器中，然后加入 BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，暗态吸附达到平衡后开始光照，光照过程中间隔一定时间取样，通过平板计数法和紫外可见分光光度法测定存活细菌浓度和残余罗丹明B浓度，计算杀灭率和降解率。所述的光源为氙灯，其波长范围为420～760nm；所述微生物浓度为 6.2×106cfu/mL；所述罗丹明B浓度为10-5mol/L；所述BiVO4/BiOI 异质结复合光催化剂的用量为1.0mg/mL。
本发明的有益效果在于：
本发明通过将BiVO4与BiOI复合，构建具有异质结结构的复合材料，加速光生载流子在复合材料表面的分离，进而提高光催化性能，对BiVO4和BiOI两种材料在光催化领域的实际应用具有重大意义；具体：
(1)本发明采用简单的水热合成-离子交换法制备BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，制备方法工艺简单、易于控制、成本低廉；
(2)本发明制备的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，具有良好的可见光吸收性能；
(3)本发明制备的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂可见光催化活性相比BiVO4和BiOI均显著提高，在500W氙灯照射下，1.0mg/mL 30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂对浓度为6.2×106cfu/mL的微生物90min内杀灭率可达到99.99％，对浓度10-5mol/L的罗丹明B150min内实现完全降解；
(4)本发明制备的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂具有良好的稳定性和重复利用性，6次循环使用后仍然具有高效的光催化活性；
(5)本发明制备的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂具有异质结结构，加快了光生载流子的分离，减小了光生电子-空穴对的复合几率，提高了可见光催化活性和稳定性，在水体净化和海洋防污等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明所制备样品的XRD图谱(A)和紫外可见漫反射光谱图(B)(其中A图中横坐标为2θ(角度)，单位为degree(度)；纵坐标为 Intensity(强度)，单位为a.u.(绝对单位)；B图中横坐标为Wavelength(波长)，单位为nm(纳米)，纵坐标为Absorbance(吸光度)，单位为a.u.(绝对单位))。
图2为本发明所制备样品的FESEM照片：(A)BiOI，(B)BiVO4， (C,D)30％BiVO4/BiOI。
图3为本发明所制备的样品光催化降解反应中罗丹明B浓度随时间变化曲线(A)以及对铜绿假单胞杆菌的光催化杀菌率(B)(其中A 图中横坐标为Time(时间)，单位为min(分钟)，纵坐标为Ct/C0，C0为反应开始前罗丹明B初始浓度，Ct为反应时间为t时的罗丹明B浓度；B图中纵坐标为Antibacterial rate(杀菌率)，单位为％)。
图4为本发明实施例1中制备的30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂重复进行6次杀菌实验后的杀菌率(A)和XRD图谱(B)(其中A 图中横坐标为Cycle number(重复使用次数)，纵坐标为Antibacterial rate(杀菌率)，单位为％；B图中横坐标为2θ(角度)，单位为degree(度)，纵坐标为Intensity(强度)，单位为a.u.(绝对单位))。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明，有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
本发明通过水热合成法和离子交换法制备了BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，该复合光催化剂具有良好的可见光吸收性能，构建的异质结结构加快了光生载流子的分离，减小了光生电子-空穴对的复合几率，在可见光下具有高效的光催化活性和稳定性，对水体中有害微生物和染料污染物具有高效的杀灭和降解效果，在水体净化和海洋防污等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。同时该复合光催化剂的制备方法具有简单易行、价格低廉和重复性好等特点。
实施例1：
BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法：
(1)三维分层微球结构BiOI的制备：通过水热合成法制备。将 2.0mmol Bi(NO3)3·5H2O加入到30mL乙二醇中，磁力搅拌使之溶解，得溶解液A；同时将2.0mmol KI和0.5g聚乙烯比咯烷酮(PVP)依次加入到30mL超纯水中，磁力搅拌使之溶解，得到溶解液B；之后在磁力搅拌下将上述溶解液B逐滴加入到上述溶解液A中，得悬浮液，然后用2.0mol/L NaOH溶液调节悬浮液的pH为7，之后继续磁力搅拌60min；搅拌结束后，将悬浮液转移至配有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中180℃热处理24h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤所得沉淀依次由超纯水和无水乙醇洗涤多次，而后于鼓风干燥箱中60℃干燥6h，可得到具有三维分层微球结构的BiOI，记为BiOI(参见图1-3)。
(2)BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备：通过离子交换法在水热条件下制备。称取上述所得1.0mmol BiOI加入到30mL超纯水中，超声分散30min，得分散液；同时将0.3mmol NH4VO4和0.25g 聚乙烯比咯烷酮(PVP)依次加入到30mL超纯水中，加热至80℃并磁力搅拌使其完全溶解，得溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入NH4VO4溶解液，之后继续磁力搅拌60min，得混合液；搅拌结束后，将混合液转移至配有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中180℃热处理24h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤所得沉淀依次由超纯水和无水乙醇洗涤多次，而后于鼓风干燥箱中60℃干燥6h，可得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，记为30％BiVO4/BiOI(参见图1-3)。
对比实施例1：
单体BiVO4的制备方法：通过离子交换法在水热条件下制备。称取上述所得1.0mmol BiOI加入到30mL超纯水中，超声分散30min，得分散液；同时将1.0mmol NH4VO4和0.25g聚乙烯比咯烷酮(PVP) 依次加入到30mL超纯水中，加热至80℃并磁力搅拌使其完全溶解，得溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入NH4VO4溶解液，继续磁力搅拌60min，得混合液；之后将混合液转移至配有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中180℃热处理24h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤所得沉淀依次由超纯水和无水乙醇洗涤多次，而后于鼓风干燥箱中60℃干燥 6h，可得到单体BiVO4，记为BiVO4(参见图1-3)。
由图1(A)可知，a曲线为实施例1制备的单体BiOI的XRD图谱，所有衍射峰的位置与标准卡片JCPDS No.73-2062完全吻合，均归属于四方晶系BiOI，而且没有出现任何杂质相，可以确定实施例1制备的样品为纯的四方相BiOI。b曲线为对比实施例1制备的单体 BiVO4的XRD图谱，图中所有的衍射峰都与标准的单斜晶系BiVO4相对应(JCPDS No.14-0688，无任何杂质相的衍射峰出现，表明对比实施例1制备的样品为纯的单斜相BiVO4。c曲线为实施例1制备的 30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂XRD图谱，图谱中包含了四方相BiOI和单斜相BiVO4的所有特征衍射峰，说明通过离子交换反应 BiVO4和BiOI成功复合在一起形成了复合材料。此外，在复合材料的XRD图谱中没有出现其他杂质峰，说明复合材料只由BiVO4和BiOI两种物质组成，没有其他杂质相存在。
由图1(B)可见，BiVO4、BiOI和30％BiVO4/BiOI复合材料在紫外光区和可见光区均具有很好的吸收，显示出良好的可见光吸收性能。30％BiVO4/BiOI的光吸收范围可到达约650nm，说明复合材料具有良好的可见光吸收性能。
由图2(A)可见，实施例1制备的单体BiOI为结晶度很好的单分散的三维分层花状微球，尺寸约为1μm，这种分层的花状微球结构是由许多规则的二维纳米薄片堆积而成，每个纳米片大小约为200 nm，厚度约为20nm。由图2(B)可见，对比实施例1制备的单体BiVO4为微球状结构，尺寸约为2μm，由许多不规则的块状结构堆积而成。由图2(C)和图2(D)可见，实施例1制备的30％BiVO4/BiOI复合材料为尺寸约为1μm的三维分层花状微球，基本保持了BiOI原有的形貌和结构，但是这些花状微球变得更加紧密，并且可以看到微球表面有一些不规则的块状结构。这是由于VO4 -在与BiOI花状微球结构发生反应时，部分BiVO4在侵蚀点原位生长，另有一部分脱落下来在微球表面生长，形成不规则块状结构的BiVO4。结果表明通过离子交换的方法可以在生成少量BiVO4的情况下保证BiVO4在BiOI花状微球表面原位生长，保持微球结构的稳定性。
实施例2：
BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法：通过离子交换法在水热条件下制备，与实施例1不同之处在于，控制Bi2WO6与BiOI 的摩尔比为1:9。称取上述所得1.0mmolBiOI加入到30mL超纯水中，超声分散45min，得分散液；同时将0.1mmol NH4VO4和0.25g 聚乙烯比咯烷酮(PVP)依次加入到30mL超纯水中，加热至80℃并磁力搅拌使其完全溶解，得溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入NH4VO4溶解液，之后继续磁力搅拌30min，得混合液；搅拌结束后，将混合液转移至配有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中180℃热处理16h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤所得沉淀依次由超纯水和无水乙醇洗涤多次，而后于鼓风干燥箱中70℃干燥6h，可得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，记为10％BiVO4/BiOI。
实施例3：
BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法：通过离子交换法在水热条件下制备，与实施例1不同之处在于，控制Bi2WO6与BiOI 的摩尔比为5:5。称取上述所得1.0mmolBiOI加入到30mL超纯水中，超声分散30min，得分散液；同时将0.5mmol NH4VO4和0.5g 聚乙烯比咯烷酮(PVP)依次加入到30mL超纯水中，加热至80℃并磁力搅拌使其完全溶解，得溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入NH4VO4溶解液，之后继续磁力搅拌45min，得混合液；搅拌结束后，将混合液转移至配有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中160℃热处理24h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤所得沉淀依次由超纯水和无水乙醇洗涤多次，而后于鼓风干燥箱中60℃干燥8h，可得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，记为50％BiVO4/BiOI。
实施例4：
BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法：通过离子交换法在水热条件下制备，与实施例1不同之处在于，控制Bi2WO6与BiOI 的摩尔比为7:3。称取上述所得1.0mmolBiOI加入到30mL超纯水中，超声分散30min，得分散液；同时将0.7mmol NH4VO4和0.5g 聚乙烯比咯烷酮(PVP)依次加入到30mL超纯水中，加热至80℃并磁力搅拌使其完全溶解，得溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入NH4VO4溶解液，之后继续磁力搅拌90min，得混合液；搅拌结束后，将混合液转移至配有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中180℃热处理32h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤所得沉淀依次由超纯水和无水乙醇洗涤多次，而后于鼓风干燥箱中60℃干燥6h，可得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，记为70％BiVO4/BiOI。
应用例1：
上述所得30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂应用于染料污染物罗丹明B的可见光催化降解：
以500W氙灯作为光源，辅以滤光片滤掉紫外光，使其波长范围为420～760nm。将50mL 10-5mol/L的罗丹明B溶液加入到50mL 反应器中，加入50mg本发明制备的光催化剂，暗态吸附达到平衡后进行光催化反应，反应过程中间隔一定时间取样，离心分离后取上层清液在紫外-可见分光光度计上测定552nm波长下罗丹明B溶液的吸光度，得到罗丹明B溶液的残余浓度，以此计算降解率，空白实验和暗态实验作为对照实验(参见图3A)。
由图3(A)可见，空白实验和暗态实验中罗丹明B几乎没有被降解，对实验的影响可以忽略。在可见光照下，30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂显示出良好的光催化活性，光催化性能明显优于单体 BiVO4和BiOI，在150min光催化反应时间内对罗丹明B的降解率可达到100％。因此，将具有良好可见光吸收性能和光催化活性的BiVO4与BiOI复合形成异质结结构，可使光生电子-空穴在复合材料表面有效分离，并有效提高了复合材料的可见光吸收性能和比表面积，大大增强了复合材料的可见光催化性能。
应用例2：
上述所得30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂应用于水体中，对有害微生物铜绿假单胞杆菌的可见光杀灭：
以500W氙灯作为光源，辅以滤光片滤掉紫外光，使其波长范围为420～760nm。以铜绿假单胞杆菌(P.aeruginosa，6.2×108cfu/mL) 评价Bi2WO6/BiOI异质结复合光催化剂的可见光催化杀菌性能：
首先准备细菌悬液，将铜绿假单胞杆菌储存液接种到灭菌LB液体培养基中，然后将其置于37℃、150rpm的空气恒温摇床中，过夜培养。培养得到的细菌悬液离心后悬浮于0.01mol/L PBS(pH＝7.4) 缓冲液中，得到浓度为6.2×108cfu/mL的铜绿假单胞杆菌悬液。
光催化实验中取49.5mL灭菌0.01mol/L PBS(pH＝7.4)缓冲液加入到50mL反应器中，然后加入500μL细菌悬液，使反应液中细菌浓度为6.2×106cfu/mL，加入50mg本发明制备的光催化剂。暗态吸附达到平衡后进行光催化反应，反应过程中间隔一定时间取样，通过平板计数法确定细菌的存活率和杀菌率。具体步骤为：取1.0mL反应液，用0.01mol/L PBS(pH＝7.4)缓冲液按照系列稀释法依次稀释几个梯度，然后从不同稀释倍数的溶液中取100μL至已经准备好的LB 固体培养基上，将菌液均匀地涂抹在LB培养基表面。将LB培养基倒置，放入电热恒温培养箱中37℃培养24h，通过计数培养基上长出的菌落个数以及相应稀释倍数，得出细菌浓度，以确定细菌的存活率和杀菌率。实验中每组实验均需平行测定3次，取平均值作为最后结果，空白实验和暗态实验作为对照实验(参见图3B)。
由图3(B)可见，在空白实验中铜绿假单胞杆菌数目几乎没有变化，表明可见光照的影响可以忽略；而在黑暗条件下，细菌数目也无明显变化，表明本实验使用的材料本身没有生物毒性。而在可见光照下30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂显示了良好的光催化活性，光催化杀菌性能明显优于单体BiVO4和BiOI，经过90min的光照只有约2.3log的铜绿假单胞杆菌存活，杀菌率可达到99.99％。因此， 30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂具有极佳的光催化杀菌性能，可归因于BiOI与BiVO4的复合形成异质结结构，加速了光生电子-空穴的分离，同时BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂还具有良好的可见光吸收性能，大大提高了复合材料的可见光催化活性。
应用例3：
上述所得30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂重复应用于水体中，对有害微生物铜绿假单胞杆菌的可见光杀灭：
将应用例2中光催化杀菌中所用的30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂回收，分别用超纯水和无水乙醇洗涤多次，经干燥后按照应用例2中的步骤进行下一次光催化杀菌反应，连续进行6次，保持其他条件不变(参见图4)。
由图4(A)可见，30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂对细菌的杀灭率在连续反应6次后并没有明显降低，依然保持在99％以上，显示出良好的重复利用性。将连续进行6次光催化杀菌实验的 30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂回收，分别用超纯水和无水乙醇洗涤多次，经干燥后进行XRD测试，如图4(B)所示，从图中可以看出经过连续6次光催化杀菌反应后，30％BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的晶体结构、峰强度和组成均未发生变化，表现出良好的稳定性和重复利用性，在水体净化和海洋防污等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。
Claims (10)
1.一种BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法，其特征在于：
(1)BiOI的制备：将Bi(NO3)3·5H2O加入到乙二醇中，磁力搅拌使之溶解，得溶解液A；同时将KI和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)依次加入到超纯水中，磁力搅拌使之溶解，得到溶解液B；之后在磁力搅拌下将上述溶解液B逐滴加入到上述溶解液A中，得悬浮液，然后调节悬浮液的pH至5～9，之后继续磁力搅拌30～90min；搅拌结束后，将悬浮液转移至反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中150～200℃热处理12～36h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤、洗涤和40～80℃干燥2～10h后，可得到具有三维分层微球结构的BiOI；其中，Bi(NO3)3·5H2O和KI的摩尔比为1:1；
(2)BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备：将步骤(1)中得到的BiOI分散于超纯水中，得分散液；同时将NH4VO4和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)依次加入到超纯水中，加热并磁力搅拌使其完全溶解，得NH4VO4溶解液；然后向上述BiOI分散液中逐滴加入上述NH4VO4溶解液，继续磁力搅拌30～90min，得混合液；搅拌结束后，将混合液转移至反应釜中，放入电热恒温鼓风干燥箱中120～200℃热处理12～36h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，经过抽滤、洗涤和40～80℃干燥2～10h后，可得到BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂；其中，NH4VO4与BiOI的摩尔比为0.25～0.975:1。
2.根据权利要求1所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中PVP加入量与BiOI的物质的量的关系为0.1～1.0g PVP/1mmol KI。
3.根据权利要求1所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中调节悬浮液pH值采用浓度为1.0～5.0mol/L的NH3·H2O或NaOH。
4.根据权利要求1所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中分散采用超声分散10～60min。
5.根据权利要求1所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中PVP加入量与BiOI的物质的量的关系为0.1～1.0g PVP/1mmol BiOI。
6.一种权利要求1-5任一项制备方法制备的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，其特征在于：BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂为三维分层排列紧密的花状微球结构，由BiVO4和BiOI组成，其中，BiVO4与BiOI的摩尔比为1:99～99:1。
7.根据权利要求6所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂，其特征在于：所述BiVO4与BiOI的摩尔比为2.5:97.5～97.5:2.5。
8.一种权利要求6或7所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的应用，其特征在于：所述BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂作为用于水体中的杀菌剂。
9.一种权利要求6或7所述的BiVO4/BiOII异质结复合光催化剂的应用，其特征在于：所述BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂在降解染料中的应用。
10.一种权利要求6或7所述的BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂的应用，其特征在于：所述BiVO4/BiOI异质结复合光催化剂在水体净化中的应用。
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