CN109261172A - 一种碘氧化铋/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途 - Google Patents

一种碘氧化铋/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种BiOI/BiOBr异质结光催化剂的制备方法和用途。首先分别将铋盐物质溶于乙二醇和水的混合溶液中,在室温下磁力搅拌30min;将溴源物质溶于乙二醇中,在室温下磁力搅拌10min后,缓慢滴加到上述溶液中,继续搅拌20min;将碘源物质,在室温下磁力搅拌10min后,缓慢滴加将上述混合溶液中,继续搅拌1h;将黄色固体离心分离,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;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/BiOBr异质结光催化剂。将本发明所制备的BiOI/BiOBr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BiOI及纯相的BiOBr等光催化剂具有更高的可见光催化活性。

Description

一种碘氧化铋/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途
技术领域
本发明属于半导体光催化领域,具体涉及一种碘氧化铋/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法及其用途。
背景技术
环境内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)是指能损害内分泌系统功能,并对生物体或其后代造成不良健康影响的外源物质。EDCS通过干扰生物体内天然激素的合成、分泌、运输、代谢等过程,从而对生物体维持内稳态、繁殖、代谢、发育和行为产生不利影响,进一步影响生物体心血管、神经、免疫和生殖系统功能的正常运行。EDCs的来源主要有天然和人工合成化学物质两类。天然EDCS来自于包括人在内的脊椎动物的排泄和存在于水果、蔬菜及谷物中的植物性雌激素。人工合成EDCS来自于激素类药物的使用和排放,包括农药、化肥的大量使用和医院或药厂的废水排放等。EDCs都具有浓度低(ng-μg/L级)、毒性大、难降解、易蓄积等特点,通过生物界内食物链蓄积效应,各种EDCS在动物体内富集,进而对动物和人类带来巨大的威胁,破坏生态环境。
半导体光催化氧化技术是一种新型水处理技术,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、水以及其它无害的无机离子,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能带隙较宽(约为3.2eV),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,许多研究对 TiO2通过掺杂、复合等方式进行改性,但是经过多年的努力,TiO2较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光催化技术领域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,已被广泛应用于催化、光学涂层、固体燃料电池、气体传感器和玻璃制造等领域。其中,BiOBr属于间接带隙半导体, 禁带宽度为2.6-2.9eV, 其在水中受到能量高于其带隙能的光照射时, 会产生导带电子和价带空穴, 它们分别与O2和H2O等反应产生具有氧化活性的自由基, 如•O2 -和•OH等, 这些自由基可与光催化剂表面吸附的有机污染物发生氧化还原反应, 使其降解。因此,利用BiOBr作为半导体光催化剂在污染处理中显示出较好的应用前景。
但是,单一的BiOBr仍然存在以下问题:禁带宽度较大,约为2.75eV(需要的激发能高);光生电子与空穴容易再结合,导致量子效率低,不利于光生电子和空穴的有效分离;光催化活性较低,这些缺陷制约了其在环境方面的实际应用。为了进一步提高光催化剂的活性,人们通过构建异质结等方法抑制电子与空穴的再结合、拓展光催化剂对光的吸收范围,从而提高光催化剂的活性。
已有研究表明,以BiOBr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. Rujing Hou等 ( Rujing Hou, Yuan Gao, Huijuan Zhu, et al. ChemicalEngineering Journal, 2017, 317: 386-393) 合成了银/溴氧化铋(Ag/BiOBr)异质结光催化剂。首先通过水热-煅烧合成法制备纯相BiOBr,该方法采用硝酸铋为铋源,乙二醇和异丙醇为溶剂,先用水热法在160℃下反应8小时。将所得固体用水和乙醇各洗涤3次,然后在60℃下干燥1小时。将烘干、研磨后的固体转移至坩埚,置于马弗炉中在400℃下煅烧4小时得到纯相的BiOBr。然后以甲醇为溶剂,硝酸银为银源,加入制备好的BiOBr,使用紫外灯照射15分钟后,洗涤干燥得到Ag/BiOBr异质结。制备的光催化剂在可见光照射4小时后对苦酮酸PC(10mg/L)的去除率为55%。合成 Ag/BiOBr 光催化剂所需的温度高反应时间长,所需原料种类多,制备方法复杂,合成成本高,煅烧部分增大了反应能耗,且光催化活性较差。
2. ZhangSheng Liu等 (ZhangSheng Liu, HuaShen Rana, BianTao Wu, et al.Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2014, 452:109-114) 通过水热法合成了BiOI/BiOBr。该方法采用硝酸铋为铋源,乙二醇为溶剂,碘化钾为碘源,CTAB为溴源,在室温下搅拌30分钟后将溶液转移到高压反应釜中,在160℃下反应12个小时,然后冷却到室温后用乙醇和水交替洗涤后干燥所制得BiOI/BiOBr。制备的BiOI/BiOBr光催化剂在可见光照射5h后对甲基橙MO(10mg/L)的去除率仅为60%。其制备过程较为简单,但仍需要使用水热法,反应时间过长,光催化活性较差,不能实现对污染物的高效快速降解。
3.Jinfeng Zhang等 (Jinfeng Zhanga, Jiali Lva, Kai Dai, et al. AppliedSurface Science, 2018, 430: 639-646) 通过沉淀法合成了氯氧化铋/溴氧化铋(BiOCl/BiOBr)异质结光催化剂。该方法采用硝酸铋为铋源,无水乙醇和水为溶剂,搅拌的条件下在以上溶液中加入溴化钾和碘化钾,接着转入高温反应釜中,120℃下反应6个小时,然后冷却到室温后用乙醇和水交替洗涤后干燥制得BiOCl/BiOBr异质结光催化剂。制备的光催化剂在可见光照射6个小时后对亚甲基蓝(MB)的去除率为90%。合成氯氧化铋/溴氧化铋(BiOCl/BiOBr)光催化剂制备方法简单,但仍需采用水热法,所需制备时间长,其光催化活性较差。
综上所述,在现有技术中存在的问题为:
1. 反应过程或煅烧过程中所需的温度较高,合成时间长,能耗高,加大了合成成本;
2. 现有制备过程中采用的有机溶剂(甲醇)具有毒性,有麻醉作用,对眼部、皮肤和呼吸系统有强烈的刺激作用,吞食、吸入或皮肤接触均对身体有害;
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缺点,本发明提供了一种合成BiOI/BiOBr异质结光催化剂的新方法,并将其应用于降解水中的有机污染物。本发明采用一锅沉淀法合成BiOI/BiOBr异质结光催化剂,制备的光催化剂能快速高效地去除水中的有机污染物。该方法操作简单,真正意义上实现了绿色化学理念,无需经过水热法,无需经过煅烧,能耗低,所得的复合光催化剂晶形较好,形貌得到了有效控制,具有较高的光催化活性,能实现对污染物的高效快速降解。
为实现上述目的, 本方法以铋盐、溴源和碘源为原料,采用一锅沉淀法,通过控制BiOI与BiOBr的摩尔比和溶剂比合成BiOI/BiOBr异质结光催化剂。该方法新颖独特,至今尚未有报道,而且操作步骤简便,制备出了可以快速高效的去除水中有机污染物的BiOI/BiOBr异质结光催化剂。
本发明BiOI/BiOBr异质结光催化剂合成过程中,碘源物质与溴源物质的摩尔比为1:3-3:1, 溶剂比乙二醇:水为1:3-3:1。图1为本发明合成的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的XRD图,能检测到符合BiOI和BiOBr晶体的X射线衍射峰。图2为BiOI/BiOBr异质结光催化剂的TEM图,图中能观察到BiOI和BiOBr的晶格条纹,其晶面间距为0.302 nm与0.278 nm,分别归属于BiOI的(102)晶面与BiOBr的(104)晶面。
本发明公开的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的合成方法,包括步骤如下:
(1) 将2-6 mmol铋盐物质溶于10-30 ml乙二醇与10-30 ml水的混合溶剂中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将1-3 mmol溴源物质溶于10-30 ml乙二醇中,在室温下磁力搅拌10 min后,缓慢滴加到上述步骤(1)的溶液中,继续搅拌20 min;
(3)将1-3 mmol碘源物质溶于10-30 ml乙二醇中,在室温下磁力搅拌10 min后,缓慢滴加到上述步骤(2)的溶液中,继续搅拌1 h;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr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、硫酸铋或柠檬酸铋;所述的溴源物质为:溴化钾、溴化钠、十六烷基三甲基溴化铵或溴化氢;所述的碘源物质为:碘化钾、碘酸钾、碘化钠或碘酸钠。
将本发明制备的BiOI/BiOBr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5,将所制备的BiOI/BiOBr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0.5 g/L;使用的光源为500 W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。在可见光照射9 min时对污染物的去除率可达98.3%。
所述目标污染物为典型EDCs如:17β-雌二醇(E2)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)、双酚A(BPA)、雌酮(E1)或染料分子如:罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)。
与现有技术制备出的溴氧化铋光催化剂复合物相比,本发明的优点如下:
1. 该方法操作简单,室温制备,真正意义上实现了绿色化学理念,无需经过水热法,无需经过煅烧,能耗低,合成成本低。
2.本发明采用一锅沉淀法合成BiOI/BiOBr异质结光催化剂,制备工艺简单,对设备要求低,所需原料廉价易得。
3. 本发明制备的BiOI/BiOBr异质结光催化剂晶形较好,形貌得到了有效控制,对有机污染物具有很高的可见光催化活性,克服了单一纯相溴氧化铋光催化活性低的缺点。其对EE2光降解速率常数是纯相BiOBr的66.1倍,是纯相BiOI的2.5倍,是商业P25的5.6倍。在可见光照射9 min时对EE2污染物的去除率可达98.3%。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(75-98.3%)远远高达于商业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BiOI/BiOBr光催化剂及纯相的BiOI、BiOBr的X射线衍射(XRD)图;a为纯相BiOI的衍射图谱;b为本发明合成的BiOI/BiOBr光催化剂的衍射图谱;c为纯相BiOBr的衍射图谱。
图2为本发明合成的BiOI/BiOBr光催化剂的透射电镜(TEM)图;a、b为纯相BiOBr的透射电镜(TEM)图;c、d为纯相BiOI的透射电镜(TEM)图;e、f为BiOI/BiOBr光催化剂的透射电镜(TEM)图。
图3为本发明合成的BiOI/BiOBr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为纯相BiOBr对EE2的光催化降解情况;
曲线c为商业P25的光催化降解情况;
曲线d为纯相BiOI对EE2的光催化降解情况;
曲线e为本发明BiOI/BiOBr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4 mmol铋盐物质溶于10 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将2 mmol溴源物质溶于10 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20 min;
(3)将2 mmol碘源物质溶于10 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr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9 min后EE2的去除率可达80%。
实施例2
(1) 将4 mmol铋盐物质溶于10 ml乙二醇+60 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将2 mmol溴源物质溶于10 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20 min;
(3)将2 mmol碘源物质溶于10 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为3 mg/L的MO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9 min后对MO的去除率可达81.4%。
实施例3
(1)将4 mmol铋盐物质溶于20 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将2 mmol溴源物质溶于20 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20 min;
(3)将2 mmol碘源物质溶于20 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为3 mg/L的E2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9 min后E2的去除率可达96.0%。
实施例4
(1) 将4 mmol铋盐物质溶于10 ml乙二醇+90 mL水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将2 mmol溴源物质溶于10 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20 min;
(3)将2 mmol碘源物质溶于10 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5 mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为3 mg/L的E2溶液中,暗反应30 min后在可见光(500 W氙灯+420 nm滤波片)照射下进行光催化降解。在可见光照射9 min后E2的去除率可达82.3%。
实施例5
(1) 将4 mmol铋盐物质溶于30 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将2 mmol溴源物质溶于30 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20 min;
(3)将2 mmol溴源物质溶于30 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr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9 min后EE2的去除率可达98.3%。
实施例6
(1) 将4 mmol铋盐物质溶于30 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将1 mmol溴源物质溶于30 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20 min;
(3)将1 mmol溴源物质溶于30 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为10 mg/L的BPA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9 min后BPA的去除率可达82.2%。
实施例7
(1) 将2mmol铋盐物质溶于30 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将2mmol溴源物质溶于30 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20 min;
(3)将2mmol溴源物质溶于30 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为10 mg/L的BPA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9 min后BPA的去除率可达75%。
实施例8
(1) 将2 mmol铋盐物质溶于30 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将3 mmol溴源物质溶于30 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20 min;
(3)将3 mmol碘源物质溶于30 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为3 mg/L的E1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9 min后E1的去除率可达88.6%。
实施例9
(1) 将6 mmol铋盐物质溶于10 ml乙二醇+30 ml水中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将1 mmol溴源物质溶于10 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20 min;
(3)将1 mmol溴源物质溶于10 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;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr粉末。
将5mg BiOI/BiOBr光催化剂加入到浓度为3 mg/L的E1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9 min后E1的去除率可达98.1%。

Claims (8)

1.一种BiOI/BiOBr异质结光催化剂的合成方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将2-6 mmol铋盐物质溶于10-30 ml乙二醇与10-30 ml水的混合溶剂中,在室温下磁力搅拌30 min;
(2)将1-3 mmol溴源物质溶于10-30 ml乙二醇中,在室温下磁力搅拌10 min后,缓慢滴加到上述溶液中,继续搅拌20 min;
(3)将1-3 mmol碘源物质溶于10-30 ml乙二醇中,在室温下磁力搅拌10 min后,缓慢滴加到上述溶液中,继续搅拌1 h;
(4)将黄色固体离心分离,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/BiOBr异质结光催化剂。
2.如权利要求1所述的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的合成方法,其特征在于:碘源物质与溴源物质的摩尔比为1:3~3:1, 溶剂比乙二醇:水为1:3~3:1。
3.如权利要求1所述的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的合成方法,其特征在于:所述步骤(1)中,铋盐物质为:硝酸铋、水杨酸亚铋、碱性硝酸铋、氯化铋、硫酸铋或柠檬酸铋。
4.如权利要求1所述的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的合成方法,其特征在于:所述步骤(2)中,溴源物质为:溴化钾、溴化钠、十六烷基三甲基溴化铵或溴化氢。
5.如权利要求1所述的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的合成方法,其特征在于:所述步骤(3)中,碘源物质为:碘化钾、碘酸钾、碘化钠或碘酸钠。
6.如权利要求1所述方法制备的BiOI/BiOBr异质结光催化剂,其特征在于所述的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的XRD图能检测到符合BiOI和BiOBr晶体的X射线衍射峰;高分辨透射电镜能观察到BiOI和BiOBr的晶格条纹,其晶面间距为0.302 nm与0.278 nm,分别归属于BiOI的(102)晶面与BiOBr的(104)晶面。
7.如权利要求1所述方法制备的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的用途,其特征在于,将本发明制备的BiOI/BiOBr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。
8.如权利要求6所述的BiOI/BiOBr异质结光催化剂的用途,其特征在于,目标污染物为典型EDCs如:17β-雌二醇(E2)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)、双酚A(BPA)、雌酮(E1),或染料分子如:罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107469840A (zh) * 2017-09-25 2017-12-15 西南石油大学 一种BiOBrxI1‑x/BiOBr固‑复体光催化剂的制备方法及其用途
CN110813331A (zh) * 2019-08-19 2020-02-21 西北矿冶研究院 一种BiOBr/TiO2复合光催化剂及其制备方法
CN112264056A (zh) * 2020-10-09 2021-01-26 崇左南方水泥有限公司 膨润土/Fe3O4/BiOBr/BiOI复合材料及其制备方法和应用
CN113101951A (zh) * 2021-03-31 2021-07-13 淮北师范大学 一种离子掺杂调控BiOI光催化材料晶面比例的方法
CN114225950A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 南京环保产业创新中心有限公司 一种溴氧化铋光催化剂填料及其制备方法与应用
CN115318314A (zh) * 2022-08-24 2022-11-11 中国科学院过程工程研究所 一种钛酸锶/碘氧化铋复合的光催化材料、包含其的光催化薄膜及制备方法和用途
CN115672405A (zh) * 2022-11-22 2023-02-03 河南师范大学 一种催化材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107008467A (zh) * 2017-03-24 2017-08-04 江苏大学 一种异质结光催化剂的制备方法和用途
CN107469840A (zh) * 2017-09-25 2017-12-15 西南石油大学 一种BiOBrxI1‑x/BiOBr固‑复体光催化剂的制备方法及其用途
CN108273492A (zh) * 2018-04-01 2018-07-13 云南大学 一种氧化铋/四氧化二铋异质结光催化剂及其制法和用途
CN108620097A (zh) * 2018-04-01 2018-10-09 云南大学 一种碘化银/溴氧化铋异质结光催化剂的制法和用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107008467A (zh) * 2017-03-24 2017-08-04 江苏大学 一种异质结光催化剂的制备方法和用途
CN107469840A (zh) * 2017-09-25 2017-12-15 西南石油大学 一种BiOBrxI1‑x/BiOBr固‑复体光催化剂的制备方法及其用途
CN108273492A (zh) * 2018-04-01 2018-07-13 云南大学 一种氧化铋/四氧化二铋异质结光催化剂及其制法和用途
CN108620097A (zh) * 2018-04-01 2018-10-09 云南大学 一种碘化银/溴氧化铋异质结光催化剂的制法和用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONGWEI HUANG等: "Fabrication of Multiple Heterojunctions with Tunable Visible-Light-Active Photocatalytic Reactivity in BiOBr–BiOI Full-Range Composites Based on Microstructure Modulation and Band Structures", 《ACS APPL. MATER. INTERFACES》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107469840A (zh) * 2017-09-25 2017-12-15 西南石油大学 一种BiOBrxI1‑x/BiOBr固‑复体光催化剂的制备方法及其用途
CN110813331A (zh) * 2019-08-19 2020-02-21 西北矿冶研究院 一种BiOBr/TiO2复合光催化剂及其制备方法
CN112264056A (zh) * 2020-10-09 2021-01-26 崇左南方水泥有限公司 膨润土/Fe3O4/BiOBr/BiOI复合材料及其制备方法和应用
CN113101951A (zh) * 2021-03-31 2021-07-13 淮北师范大学 一种离子掺杂调控BiOI光催化材料晶面比例的方法
CN114225950A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 南京环保产业创新中心有限公司 一种溴氧化铋光催化剂填料及其制备方法与应用
CN115318314A (zh) * 2022-08-24 2022-11-11 中国科学院过程工程研究所 一种钛酸锶/碘氧化铋复合的光催化材料、包含其的光催化薄膜及制备方法和用途
CN115672405A (zh) * 2022-11-22 2023-02-03 河南师范大学 一种催化材料及其制备方法

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