CN106540719B - 铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料及其制备方法。将制得花状铋系氧化物加入到合成多过渡金属复合氢氧化物金属盐溶液中，逐滴加入碳酸钠，并通过NaOH调节pH，用水热法制备得到花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合材料。通过花状铋系氧化物形貌、控制水热反应的条件调节复合材料形貌，制备多过渡金属复合氢氧化物负载于花状铋系氧化物上的异质结复合材料，可高效催化去除TOC。本发明涉及的这种花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光光催化材料具有良好的可见光光催化降解有机物性能，制备工艺简单，能耗低，易于规模化生成。
Description
技术领域
本发明涉及一种花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料及其制备方法。
背景技术
含有大量有机物的生活工业废水已经对经济发展和人们健康造成极大的危害。目前关于污水治理方法的研究引起了人们的广泛重视,开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的化学污染物清除技术一直是这一领域的研究热点。
光催化技术作为一项在环境和能源领域有着广泛应用前景的绿色技术，是指在含有污染物的水溶液中加入一定量的半导体光催化剂,在光照射的条件下,半导体材料被光激发出具有强氧化能力的电子一空穴对,从而发生一系列的氧化还原反应,使有毒的污染物得以降解的一种水处理方法。此技术在环境治理、新能源开发以及有机合成等领域的应用日益受到关注。它最大的优势在于降解反应一般在常温常压下进行,在催化剂存在的条件下能将水体中的有机污染物彻底分解,使其矿化为一些无机小分子物质、CO2和H2O。此外，光催化技术是利用光能,与其它传统污染治理技术相比,可节省其它能源的使用,缓解日益严重的能源危机。
花状铋系氧化物作为一种新型光催化剂，具有独特的电子结构、适合的禁带宽度以及优异的催化性能。而且，其具有开放层状结构和间接跃迁模式，有利于电子－空穴的有效分离及电荷转移，具有很高的催化活性。但由于其禁带带宽较宽，只能被太阳光中的紫外光激发，或可见光范围内响应较差，重复性较差，大大限制了它的应用领域和实际应用。多过渡金属复合氢氧化物因其特殊的层状结构及物理化学性质，可作为吸附剂吸附水中阴离子污染物，作为催化剂载体，可用来制备兼具吸附和光催化能力的复合催化剂。但是光生电子空穴复合速率较快，限制了实用效果。
复合半导体可以实现不同半导体性质上的互补，拓展对光的吸收范围，促进光生电子与空穴的分离，从而有效改善单一半导体的光催化性能。水热法作为一种“软解的化学过程”，通过调节水热反应的条件可以控制晶粒的尺寸和形貌，改变材料的微观结构、化学性质。
通过文献检索，未发现花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光催化材料的方法的专利申请和文献报道。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光催化材料。
本发明的目的之二在于提供该催化材料的制备方法。
本发明通过花状铋系氧化物形貌、控制水热反应的条件调节复合材料形貌，制备多过渡金属复合氢氧化物负载于花状铋系氧化物上的异质结复合材料，从而提供一种制备得到可见光光催化性能优良的花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合材料。该复合材料中的花状铋系氧化物和多过渡金属复合氢氧化物两者的禁带得到耦合从而拓宽整个复合材料对可见光的响应范围，增加其对可见光的吸收；通过花状铋系氧化物形貌、控制水热反应的条件来调节复合材料形貌，制备异质结复合材料，从而提供一种制备可见光光催化性能优良的花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合材料的方法。
为达到上述发明创造目的，采用下述技术方案：
一种铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料，其特征在于该催化材料的化学式为： BiOCl·Me xMe yOH(2x+3y)，其中Me为二价过渡金属离子；所述的Me为三价过渡金属离子； x:y的摩尔比=1:5~5:1，所述的Me xMe yOH(2x+3y)负载于花状铋系氧化物BiOCl上，Me xMe yOH(2x+3y)/BiOCl为5~10wt%，覆盖面积为20~40%。
上述的二价过渡金属离子为：Zn2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+或Co2+。
上述的三价过度金属离子为：Cr3+、Fe3+、Co3+或Al3+。
一种制备上述的铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将一定质量的Bi(N03)3·5H20和柠檬酸加入至二甘醇，得到透明溶液，再将NaCl溶液和上述混合溶液混合，其中Bi(N03)3·5H20与NaCl、柠檬酸摩尔比为：(1~2): (1~2):2；
b .再将a中混合液转移至聚四氟乙烯高压反应釜中，置于干燥箱中150~180℃反应12~15 h；待反应釜自然冷却到室温后，离心，蒸馏水，乙醇洗涤，干燥，得花状铋系氧化物；
c.将所需的二价过渡金属可溶性盐和三价金属可溶性盐溶于二次水中配制成溶液A；
d.将碳酸钠溶于二次水中配制成溶液B；
e.将步骤c所得溶液A与步骤d所得溶液B混合，其中二价金属离子、三价金属离子和碳酸钠的摩尔比为：（1～5）：（1～5）：1：1，再加入花状铋系氧化物，调节pH在8～10范围内，在室温下搅拌1～2h，在100～150 ℃，反应10～15小时，待冷却至室温后，用二次水离心洗涤，干燥，得铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料。
本发明花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光催化剂能够高效催化去除TOC，所制备的复合催化剂以花状铋系氧化物为载体，多过渡金属复合氢氧化物附着在其表面，通过形成Zn(Cr)-O-Bi键形成异质结，增强光催化性能，拓展对光的吸收范围，实现不同半导体性质上的互补，有效改善单一半导体的光催化性能，形成光催化性能增强、稳定性、重复性良好的复合材料。通过花状铋系氧化物形貌、控制水热反应的条件来调节复合材料形貌，形成异质结，抑制光生电子空穴的复合。
本发明花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光催化剂催化降解有机物机理如下：光激发下，半导体价带上的e-跃迁至导带，从而在价带上产生光生空穴，导带上产生光生电子。因两者的禁带宽度不同,价带、导带位置有偏差,光生电子从导带位置较负的半导体的导带流向导带位置较正的半导体的导带,而空穴则由价带位置较正的半导体移向价带位置较负的半导体的价带，实现光生电子、空穴有效分离；光生电子被O2捕获，光生空穴与OH-反应生成·OH，与反应物反应，使其矿化为一些无机小分子物质、CO2和H2O。
本发明涉及的这种花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光光催化材料具有良好的可见光光催化降解有机物性能，且制备工艺简单，能耗低，易于规模化生成。
具体实施方式
制备本发明采用的花状铋系氧化物的具体步骤为：
a.将一定质量的Bi(N03)3·5H20和柠檬酸加入至二甘醇，得到透明溶液，再将NaCl溶液和上述混合溶液混合，其中Bi(N03)3·5H20与NaCl、柠檬酸摩尔比为：(1~2): (1~2):2；
b .再将a中混合液转移至聚四氟乙烯高压反应釜中，置于干燥箱中150~180℃反应12~15 h；待反应釜自然冷却到室温后，离心，蒸馏水，乙醇洗涤，干燥，得花状铋系氧化物
实施例1：在本实施例中，以处理浓度为2000mg/L TOC为例，一种新型改性花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光光催化材料的制备方法,步骤如下：
(1) 硝酸锌(mol)：硝酸镍(mol)：硝酸铬/铝/铁(mol)：碳酸钠(mol)=1~5:1~5:1:1；
(2) 将按步骤(1)称量的硝酸锌、硝酸镍、硝酸铬/铝/铁溶于50 ml二次水，在室温下充分搅拌，将制得的花状铋系氧化物与混合溶液混合，Me xMe yOH(2x+3y)/BiOCl为5wt%，超声30min；
(3)将按步骤(1)称量的碳酸钠溶于10mL二次水中；将碳酸钠溶液加到按步骤(2)配置的混合溶液中，并加入NaOH溶液调节pH在8~10范围内，在室温下搅拌1h；
(4)将步骤(3)混合溶液移入到100ml的反应釜中，将反应釜放入100 ℃的烘箱中，反应15小时，待冷却至室温后，用二次水离心洗涤，在60℃烘箱干燥10h，得花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物产物。
在本实施例中，对于2000mg/LTOC进行可见光催化，所制备的催化剂能够达到99%的去除率。
实施例2
在本实施例中，以处理浓度为50mg/L 甲基橙染料废水为例，一种新型改性花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光光催化材料的制备方法,步骤如下：
(1) 硝酸锌(mol)：硝酸镍(mol)：硝酸铬/铝/铁(mol)：碳酸钠(mol)=3:1:2:1；
(2) 将按步骤(1)称量的硝酸锌、硝酸镍、硝酸铬/铝/铁溶于50 ml二次水，在室温下充分搅拌，将制得的花状铋系氧化物与混合溶液混合，Me xMe yOH(2x+3y)/BiOCl为8wt%，超声30min；
(3)将按步骤(1)称量的碳酸钠溶于10mL二次水中；将碳酸钠溶液加到按步骤(2)配置的混合溶液中，并加入NaOH溶液调节pH在8~10范围内，在室温下搅拌1h；
(4)将步骤(3)混合溶液移入到100ml的反应釜中，将反应釜放入100 ℃的烘箱中，反应15小时，待冷却至室温后，用二次水离心洗涤，在60℃烘箱干燥10h，得花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物产物。
在本实施例中，对于50mg/L 甲基橙进行可见光催化，所制备的催化剂能够达到95%的去除率。
实施例3：在本实施例中，以处理浓度为50mg/L 苯酚废水为例，一种新型改性花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物复合可见光光催化材料的制备方法,步骤如下：
(1) 硝酸锌(mol)：硝酸镍(mol)：硝酸铬/铝/铁(mol)：碳酸钠(mol)=2:3:2:1；
(2) 将按步骤(1)称量的硝酸锌、硝酸镍、硝酸铬/铝/铁溶于50 ml二次水，在室温下充分搅拌，将制得的花状铋系氧化物与混合溶液混合，Me xMe yOH(2x+3y)/BiOCl为10wt%，超声30min；
(3)将按步骤(1)称量的碳酸钠溶于10mL二次水中；将碳酸钠溶液加到按步骤(2)配置的混合溶液中，并加入NaOH溶液调节pH在8~10范围内，在室温下搅拌1h；
(4)将步骤(3)混合溶液移入到100ml的反应釜中，将反应釜放入100 ℃的烘箱中，反应15小时，待冷却至室温后，用二次水离心洗涤，在60℃烘箱干燥10h，得花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物产物。
在本实施例中，对于50mg/L苯酚进行可见光催化，所制备的催化剂能够达到86%的去除率。
上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例。只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明花状铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物的制备方法及处理废水中有机污染物的方法的技术原理和发明构思，应用于环境污染治理和光催化材料制备等领域，都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料，其特征在于该催化材料的化学式为：BiOCl·MeII xMeIII yOH(2x+3y)，其中MeII为二价过渡金属离子；所述的MeIII为三价过渡金属离子；x:y的摩尔比＝1:5～5:1，所述的MeII xMeIII yOH(2x+3y)负载于花状铋系氧化物BiOCl上，MeII xMeIII yOH(2x+3y)/BiOCl为5～10wt％，覆盖面积为20～40％；
所述二价过渡金属离子为：Zn2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+或Co2+；
所述三价过渡金属离子为：Cr3+、Fe3+、Co3+或Al3+。
2.一种制备根据权利要求1所述的铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将一定质量的Bi(N03)3·5H20和柠檬酸加入至二甘醇，得到透明溶液，再将NaCl溶液和上述混合溶液混合，其中Bi(N03)3·5H20与NaCl、柠檬酸摩尔比为：(1～2):(1～2):2；
b.再将a中混合液转移至聚四氟乙烯高压反应釜中，置于干燥箱中150～180℃反应12～15h；待反应釜自然冷却到室温后，离心，蒸馏水，乙醇洗涤，干燥，得花状铋系氧化物；
c.将所需的二价过渡金属可溶性盐和三价过渡金属可溶性盐溶于二次水中，配制成溶液A；
d.将碳酸钠溶于二次水中配制成溶液B；
e.将步骤c所得溶液A与步骤d所得溶液B混合，其中二价过渡金属离子、三价过渡金属离子和碳酸钠的摩尔比为：(1～5)：(1～5)：1：1，再加入花状铋系氧化物，调节pH在8～10范围内，在室温下搅拌1～2h，在100～150℃，反应10～15小时，待冷却至室温后，用二次水离心洗涤，干燥，得铋系氧化物负载多过渡金属复合氢氧化物可见光光催化材料。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102151577A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-08-17 | 东华大学 | 一种Ag3PO4/Mg-Al LDO可见光复合光催化剂及其制备与应用 |
| CN105217720A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-06 | 河海大学 | 钴镍水滑石表面负载溴氧化铋纳米材料的制备方法 |
| CN105749903A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-07-13 | 湖南大学 | MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂及其制备方法和应用 |
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Non-Patent Citations (2)
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| A BiOBr/Co–Ni layered double hydroxide nanocomposite with excellent adsorption and photocatalytic properties;Yanhui Ao et al;《RSC Adv.》;20150601;第5卷;第54613-54621页 |
| BiOCl dispersed on NiFe–LDH leads to enhanced photo-degradation of Rhodamine B dye;Jianfeng Ma et al;《Applied Clay Science》;20150314;第109-110卷;第76-82页 |
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