CN107362813A - 一种硫化镉/碘氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途 - Google Patents
一种硫化镉/碘氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种CdS/BiOI异质结光催化剂的制备方法和用途。首先分别将铋盐物质和碘源物质溶于乙二醇，再将两种溶液混合并搅拌1 h；将上述混合溶液转移到反应釜中，在120‑200℃下反应8‑16 h，得到橙红色固体；将橙红色固体洗涤、干燥、研磨，得干燥的BiOI粉末。将镉盐溶于去离子水后，依次加入BiOI粉末和缓冲盐，并使反应体系于室温下升温至30‑90℃；然后向体系中加入络合剂，最后向体系中滴加50 ml含有硫源物质的溶液，搅拌15 min后得到黄色沉淀；将黄色沉淀洗涤、干燥、研磨，得到的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。将本发明所制备的CdS/BiOI异质结光催化剂用于降解水中的有机污染物，该催化剂相对于商业TiO2 (P25)、纯相的CdS及纯相的BiOI等光催化剂具有更高的可见光催化活性。
Description
技术领域
本发明属于半导体光催化领域，涉及一种硫化镉/碘氧化铋异质结光催化剂的制备方法及其用途。
背景技术
半导体光催化技术就是利用半导体在紫外光或可见光的照射下，将空气与水环境中的污染物降解，最终生成二氧化碳、水以及其他无害的无机离子，该技术具有工艺简单、操作简便、降解彻底和无二次污染等特点，在污水处理、空气净化、解决能源危机等方面有着广阔的应用前景。由于TiO2具有光催化活性好、耐光腐蚀能力强、本身稳定程度高、价格相对低及对人体无毒性等优点，成为目前最具前景的半导体光催化剂。然而，TiO2能带带隙较宽(约为3.2 eV)，需要能量较高的紫外光（λ< 380nm）才能使其价带中的电子受激，表现出光催化活性。加之自然界中紫外线辐射只占太阳光总强度的5%左右，使得TiO2对太阳光的利用率较低，极大程度上限制了其在光催化领域的应用范围。为了提高TiO2的光催化活性，更多的研究是对 TiO2通过掺杂、复合等方式进行改性，但是经过多年的努力，TiO2低的量子效率始终是难以解决的问题。因此，开发新型半导体光催化剂成为了一个重要的发展趋势。
卤氧化铋BiOX（X=Cl、Br、I）因其独特的层状结构、适合的禁带宽度和高的稳定性，成为半导体光催化剂研究的一个新方向。其中，BiOI因禁带宽度较窄（1.63-1.94 eV），对可见光有良好的响应而受到广泛关注。BiOI层状结构之间大的空间能够极化相关的原子和轨道，从而产生偶极子，有效地分离光生电子-空穴对，产生的光生电子和空穴分别与O2和H2O反应产生有氧化活性的自由基，如•O2 −和•OH等，这些自由基可以与光催化剂表明吸附的污染物发生反应，使其降解。因此，BiOI作为半导体光催化剂将在水污染处理中显示出广阔的应用前景。
尽管BiOI在可见光区有较强的光吸收，但在可见光照射下的光催化活性较差。这是因为BiOI的禁带宽度较小，容易使光生电子和空穴再结合，不利于光生电子和空穴的有效分离，表现出较差的光催化活性。因此，寻找可以有效抑制BiOI光生电子-空穴对复合的方法成为一个重要的发展趋势。
复合半导体一般是利用两种不同半导体的相互作用提高所合成催化剂的光催化活性。在复合半导体中形成异质结有助于光生电子-空穴对的分离，还可以拓展半导体材料的光响应范围，从而提高复合半导体光催化剂的光催化活性。研究发现，以BiOI为基础合成异质结材料是一种提高光催化活性的有效方法。具体示例如下：
1. Yanfang Liu 等 (Yanfang Liu, Wenqing Yao, Di Liu, et al., AppliedCatalysis B: Environmental, 2015, 163: 547-553) 先用溶剂热法合成BiOI，再以磷酸二氢钠为原料，用水热法在180℃下反应24小时得到BiPO4/BiOI异质结。所合成的异质结对苯酚的去除率是纯相BiOI的4倍。但合成异质结过程中所用的水热法反应时间长，增大了合成成本。
2. Ming Yan等 (Ming Yan, Yinqun Hua, Fangfang Zhu, et al., AppliedCatalysis B: Environmental, 2017, 202: 518-527)合成了氮掺杂石墨烯量子点-碘氧化铋/铌酸锰（NGQDs-BiOI/MnNb2O6）p-n异质结光催化剂。该p-n异质结光催化剂的制备方法是先在200℃油浴中热分解柠檬酸三铵得到氮掺杂石墨烯量子点（NGQDs），再以五氧化二铌和氢氧化钾为原料在200℃下水热反应3天生成[Nb6O19]8-，利用盐酸调节pH后加入氯化锰和硫酸钾在260℃下水热反应24小时得到铌酸锰，最后以硝酸铋和碘化钾为原料同时加入已制备好的NGQDs和铌酸锰在180℃下溶剂热反应12小时得到NGQDs-BiOI/MnNb2O6 p-n异质结光催化剂。制备的光催化剂在可见光照射60分钟后对四环素的去除率到达87.2%。合成NGQDs-BiOI/MnNb2O6 p-n异质结光催化剂需多次使用水热反应法，且所需的温度高时间长，所需原料种类多，制备方法复杂，合成成本高。
3. Chengjie Song等(Chengjie Song, Yi Feng, Weidong Shi, et al.,CrystEngComm, 2016, 18: 7796-7804)先通过溶剂热法合成BiOI，再用水热法合成CdS/BiOI光催化剂。该制备方法是以硝酸铋和碘化钾为原料，乙二醇为溶剂，通过溶剂热反应12小时得到BiOI，再用乙酸镉和硫脲为原料，通过水热反应12小时得到CdS/BiOI。制备的光催化剂在可见光照射90分钟后对罗丹明B的去除率为88.3%，在照射120分钟后对四环素的去除率约为83%。该制备方法过程简单易操作，但多次使用水热/溶剂热法，增大了能耗和合成成本。
综上所诉，在现有技术中存在的问题为：
1. 合成方法复杂，生产成本较高；
2. 水热或溶剂热反应过程所需的温度较高，合成时间长，能耗高，加大了合成成本；
3. 制备的光催化剂活性低，不能实现对有机污染物的高效、快速去除。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种合成CdS/BiOI异质结光催化剂的新方法，并将其用于光催化降解水中的有机污染物。本发明采用改进的溶剂热-化学水浴沉淀法合成CdS/BiOI异质结光催化剂，制备的光催化剂能快速高效的去除水中的有机污染物。该方法操作简单，使用的原料廉价易得，无需使用表面活性剂，能耗低，所得的复合光催化剂具有高的光催化活性，能在可见光的照射下光催化去除水中的有机污染物。
为实现上述目的，本方法以铋盐和碘源为原料，先通过溶剂热法反应合成具有花状微球结构的BiOI，再以镉盐和硫源为原料，加入络合剂与镉离子形成络合物，加入缓冲盐控制体系中氢氧根离子的电离从而控制硫离子的产生速度，使得CdS的生成速率适中。在该体系中，后生成的CdS可以均匀的分散在BiOI上，而BiOI的花状微球结构也对CdS/BiOI异质结光催化剂的形貌产生了控制作用。该方法减少了水热反应或溶剂热反应的能耗，缩短了材料的制备时间，达到了节约能源，降低成本的目的。通过控制CdS与BiOI的摩尔比、络合剂的加入量、缓冲盐的加入量、溶剂热反应温度、溶剂热反应时间合成CdS/BiOI材料，克服了已有方法的缺点，制备出了可以快速高效去除水中有机污染物的CdS/BiOI异质结光催化剂。
本发明合成的CdS/BiOI异质结光催化剂中，硫化镉与碘氧化铋的摩尔比是1:3～5:1。图1为本发明合成的CdS/BiOI异质结光催化剂的XRD图。图2为CdS/BiOI异质结光催化剂的SEM图，由图可见，本发明合成的CdS/BiOI异质结光催化剂具有微球状结构，微球直径约为5 μm，微球表面有大量的薄片堆积。图3为CdS/BiOI异质结光催化剂的TEM图。
本发明公开的CdS/BiOI异质结光催化剂的合成方法，包括步骤如下：
（1）将2-4 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将2-4 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中120-200℃下反应8-16 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将0.5-5 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min，其中Cd与Bi的摩尔比控制在1:3-3:1；
（8）将0-2.5 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至30-90℃；
（9）将0-0.15 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有0.5-5 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
所述的铋盐物质为：硝酸铋、水杨酸亚铋、碱性硝酸铋、氯化铋、硫酸铋、柠檬酸铋等；所述的碘源物质为：碘化钾、碘酸钾、碘化钠、碘酸钠等；所述的镉盐物质为：乙酸镉、氯化镉、硫酸镉、硝酸镉等；所述的缓冲盐为：醋酸铵、氯化铵、碳酸钠，醋酸钠、磷酸二氢钾等；所述的络合剂为：氨水、乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺等；所述的硫源物质为：硫化钠、硫脲、硫代乙酰胺、硫代硫酸钠等。
将本发明制备的CdS/BiOI异质结光催化剂加入到含有目标污染物的水中，在可见光照射条件下，可以实现对目标污染物的高效、快速降解。如实施例1，将所制备的CdS/BiOI异质结光催化剂用于光催化降解水中的有机污染物17α-乙炔基雌二醇（EE2）。光解过程中，EE2溶液的初始浓度为3 mg/L，pH为5.8；催化剂的投加量为0.3 g/L；使用的光源为500W氙灯，并用420 nm的滤波片过滤紫外光；暗反应30分钟达到吸附平衡后打开光源照射样品。
所述目标污染物为：17β-雌二醇（E2）、17α-乙炔基雌二醇（EE2）、双酚A（BPA）、雌酮（E1）、、罗丹明B（RhB）、甲基橙（MO）、亚甲基蓝（MB）。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1. 本发明采用溶剂热-化学水浴沉淀法合成CdS/BiOI异质结光催化剂，克服了单一纯相碘氧化铋光催化活性低的缺点。制备工艺简单，对设备要求低，所需原料廉价易得。
2. 制备过程中采用的溶剂热反应时间短，化学水浴沉淀法所需温度低，使制备过程所需能耗降低，节约了合成成本。
3. 本发明利用溶剂热法合成的碘氧化铋有花状微球结构，该结构有益于控制CdS/BiOI异质结光催化剂的形貌；同时，化学水浴沉淀法中缓冲盐和络合剂的投加量可以控制硫化镉的生成速率，使硫化镉均匀的分布在碘氧化铋上，从而提高CdS/BiOI异质结的形成效率。
4. 本发明制备的CdS/BiOI异质结光催化剂具有很高的可见光催化活性，对水中有机污染物17β-雌二醇（E2）、17α-乙炔基雌二醇（EE2）、双酚A（BPA）、雌酮（E1）、罗丹明B（RhB）、甲基橙（MO）、亚甲基蓝（MB）的降解效率远远高于商业TiO2（P25），在水的深度净化处理方面有很好的应用前景。
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明合成的CdS/BiOI光催化剂及纯相的CdS、BiOI的X射线衍射（XRD）图；a为纯相CdS的衍射图谱；b为本发明合成的CdS/BiOI光催化剂的衍射图谱；c为纯相BiOI的衍射图谱。
图2为本发明合成的CdS/BiOI光催化剂的扫描电镜（SEM）图；a、b分别为不同放大倍数下的CdS/BiOI光催化剂的扫描电镜（SEM）图。
图3为本发明合成的CdS/BiOI光催化剂的透射电镜（TEM）图；a、b、c为不同放大倍数下的CdS/BiOI光催化剂的透射电镜（TEM）图。
图4为本发明合成的CdS/BiOI光催化剂与其它光催化剂在水体中对EE2的光催化降解对比图。其中，纵坐标为EE2的剩余浓度分数，横坐标为光照时间（min）。
曲线a为EE2的自身光解情况；
曲线b为P25对EE2的光催化降解情况；
曲线c为纯相BiOI对EE2的光催化降解情况；
曲线d为纯相CdS对EE2的光催化降解情况；
曲线e为本发明CdS/BiOI光催化剂对EE2的光催化降解情况。
具体实施方式
实施例1
（1）将2 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将2 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中120℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将2 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将0.75 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有2 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达98.7%。
实施例2
（1）将2 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将2 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应8 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将2 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将0.75 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有2 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达95.3%。
实施例3
（1）将3 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将3 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将1 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将0.75 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有1 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达91.3%。
实施例4
（1）将0.8 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将0.8 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将4 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将0.75 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有4 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达99.1%。
实施例5
（1）将1 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将1 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将3 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（8）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（9）将用去离子水配制的50 ml含有3 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（10）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（11）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达87.4%。
实施例6
（1）将1 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将1 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将3 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将2.25 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有3 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达99.0%。
实施例7
（1）将1 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将1 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将3 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将1.5 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将用去离子水配制的50 ml含有3 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（10）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（11）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射30 min后EE2的去除率可达31.6%。
实施例8
（1）将1 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将1 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将3 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将1.5 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至70℃；
（9）将0.15 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有3 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达93.7%。
实施例9
（1）将1 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将1 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将3 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将1.5 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至90℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有3 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射20 min后EE2的去除率可达96.2%。
实施例10
（1）将1 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将1 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到上述溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中140℃下反应12 h，得到橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，即得干燥的BiOI粉末；
（6）将3 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到上述溶液中，继续搅拌15 min；
（8）将1.5 mmol缓冲盐加入到上述溶液中，并使反应体系于室温下升温至50℃；
（9）将0.05 mol络合剂加入到上述溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有3 mmol硫源物质的溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌15 min，有黄色沉淀产生；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干；
（12）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
将3 mg CdS/BiOI光催化剂加入到浓度为3 mg/L的EE2溶液中，暗反应30 min后在可见光（500W氙灯+420 nm滤波片）照射下进行光催化降解。在可见光照射8 min后EE2的去除率可达98.4%。
Claims (4)
1.一种CdS/BiOI异质结光催化剂的合成方法，其步骤包括：
（1）将2-4 mmol铋盐物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌30 min；
（2）将2-4 mmol碘源物质溶于35 ml乙二醇中，在室温下磁力搅拌10 min后，滴加到（1）所得溶液中，继续搅拌1 h；
（3）将上述混合溶液转移到反应釜中，放入烘箱中120-200℃下反应8-16 h，得到一种橙红色固体；
（4）将橙红色固体离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次后在烘箱中60℃下烘干，得到BiOI固体；
（5）将烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，得到干燥的BiOI粉末；
（6）将0.5-5 mmol镉盐溶于200 ml去离子水中，在室温下搅拌15 min；
（7）将已制备好的BiOI粉末加入到（6）得到的溶液中，继续搅拌15 min，其中Cd与Bi的摩尔比控制在1:3-3:1；
（8）在室温下将0-2.5 mmol缓冲盐加入到（7）得到的溶液中，升温至30-90℃；
（9）将0-0.15 mol络合剂加入到（8）所得溶液中，继续搅拌5 min；
（10）将用去离子水配制的50 ml含有0.5-5 mmol硫源物质的溶液滴加到（9）所得溶液中，继续搅拌15 min，产生一种黄色沉淀；
（11）将黄色沉淀离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在烘箱中60℃下烘干，得到一种固体；
（12）将（11）烘干后的固体取出并使用玛瑙研钵进行研磨，得到一种黄色粉末，所得的黄色粉末为CdS/BiOI异质结光催化剂。
2.如权利要求1所述的CdS/BiOI异质结光催化剂的合成方法，其特征在于，所述的铋盐物质为：硝酸铋、水杨酸亚铋、碱性硝酸铋、氯化铋、硫酸铋、柠檬酸铋其中一种;
所述的碘源物质为：碘化钾、碘酸钾、碘化钠、碘酸钠的其中一种;
所述的镉盐物质为：乙酸镉、氯化镉、硫酸镉、硝酸镉等；所述的缓冲盐为：醋酸铵、氯化铵、碳酸钠，醋酸钠、磷酸二氢钾其中一种；
所述的络合剂为：氨水、乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺等；所述的硫源物质为：硫化钠、硫脲、硫代乙酰胺、硫代硫酸钠其中一种。
3.如权利要求1所述方法制备的CdS/BiOI异质结光催化剂，其特征在于，硫化镉与碘氧化铋的摩尔比是1:3～5:1，该CdS/BiOI异质结光催化剂具有微球状结构，微球表面有大量的薄片堆积。
4.一种如权利要求3所述的CdS/BiOI异质结光催化剂的用途，其特征在于，所述的CdS/BiOI异质结光催化剂能够实现对水中的有机污染物17β-雌二醇（E2）、17α-乙炔基雌二醇（EE2）以及双酚A（BPA）、雌酮（E1）、罗丹明B（RhB）、甲基橙（MO）、亚甲基蓝（MB）的高效、快速去除。
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