CN109999852A - 一种可见光吸收增强的棕色BiOCl光催化材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可见光增强棕色BiOCl光催化材料的制备方法，属于光电材料的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：将白色BiOCl粉末、高锰酸钾固体和一级去离子水加入到洁净的烧杯中，再将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液pH值，冲洗多次至溶液pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀干燥得到棕色固体。本发明制备过程简单可行，合成周期较短，制得的目标产物在光电材料领域具有潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于光电材料的合成技术领域，具体涉及一种可见光吸收增强的棕色BiOCl光催化材料的制备方法。
背景技术
我国铋资源丰富，近年来年产量可达6000多吨，应用十分广泛。BiOCl作为铋源深加工后的一种产物，是一种先进的功能材料，也是一种极富有吸引力的半导体材料，它具有良好的电子传导率和热力学性质，被广泛应用在很多领域，如微电子学、传感器技术、光学材料、超级电容器等，越来越多的研究人员开始关注BiOCl材料。白色BiOCl无法吸收可见光，限制了其作为光催化材料的应用潜力。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种工艺简单且成本低廉的可见光吸收增强的棕色BiOCl光催化材料的制备方法。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种可见光吸收增强的BiOCl光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将0.2-0.6g白色BiOCl粉末、0.1-0.2g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以400-600转/分钟的转速搅拌10-30分钟，再将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于60-120℃干燥20-100分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料。
进一步优选，所述可见光吸收增强的BiOCl光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将0.5g白色BiOCl粉末、0.158g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以600转/分钟的转速搅拌15分钟，将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于120℃干燥30分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料，该BiOCl光催化材料的禁带宽度对应的波长为625nm，能够吸收可见光，能够用于在可见光照射下催化降解罗丹明B溶液。
本发明制备过程简单可行，合成周期较短，制得的目标产物可见光吸收增强的棕色BiOCl光催化材料，在光电材料领域具有潜在的应用价值。
附图说明
图1 是粉末产品白色BiOCl、实施例1制备的棕色BiOCl的紫外可见光吸收光谱图；
图2是粉末产品白色BiOCl、实施例1制备的棕色BiOCl的XRD图；
图3是粉末产品白色BiOCl、实施例1制备的棕色BiOCl光催化降解罗丹明B溶液降解率随时间变化对比图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
将0.5g白色BiOCl粉末、0.158g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以600转/分钟的转速搅拌15分钟，将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于120℃干燥30分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料。
实施例2
将0.3g白色BiOCl粉末、0.158g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以600转/分钟的转速搅拌20分钟，将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于100℃干燥40分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料。
实施例3
将0.4g白色BiOCl粉末、0.158g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以400转/分钟的转速搅拌30分钟，将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于80℃干燥60分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料。
上述3个实施例中实施例1得到的产品处理前为白色，处理后为褐色；对白色BiOCl粉末和制得的产品进行紫外可见光吸收测试（如图1），紫外可见光吸收光谱图表明处理前的白色BiOCl粉末的禁带宽度对应的波长为361nm，不能吸收可见光，而处理后的棕色BiOCl粉末的禁带宽度对应的波长为625nm，能够吸收一定波长范围内的可见光，这与样品外观颜色相符；对白色BiOCl粉末和制得的棕色BiOCl粉末进行X射线衍射测试（如图2），实施例1中得到棕色产品的X射线衍射峰与标准卡片JCPDS 73-2060一致，因此实施例1产品组成成分为BiOCl，处理前后晶体结构不变；白色BiOCl粉末和制得的棕色BiOCl粉末用于可见光照射催化降解罗丹明B溶液，照射30分钟后，棕色BiOCl粉末已经将罗丹明B染料降解98%以上，白色BiOCl粉末只将罗丹明B降解50%（如图3），表明棕色BiOCl粉末活性更高。
上述光催化活性测试表征方法如下：光催化材料0.08g，滴入80mL罗丹明B中，于磁力搅拌器上常温暗环境下搅拌1h达到吸附-脱附平衡，取液体样4mL，用岛津UV3600紫外可见分光光度计测试液体样的吸收光谱；之后于功率为300W的氙灯下光照，用滤光片滤掉420nm以下的紫外光，达到可见光照射的条件，每10分钟取液体样4ml，分光光度计测液体样的吸收光谱。吸收光谱图中，通过554nm波长处的特征吸收峰对应的吸光度计算罗丹明B溶液浓度的变化。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (2)
1.一种可见光吸收增强的BiOCl光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将0.2-0.6g白色BiOCl粉末、0.1-0.2g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以400-600转/分钟的转速搅拌10-30分钟，再将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于60-120℃干燥20-100分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料。
2.根据权利要求1所述的可见光吸收增强的BiOCl光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将0.5g白色BiOCl粉末、0.158g高锰酸钾固体和100mL一级去离子水加入到洁净的烧杯中，以600转/分钟的转速搅拌15分钟，将烧杯放到汞灯下，不加过滤光片光照搅拌30分钟，测定溶液的pH值，然后冲洗多次至溶液的pH=7，保证除净高锰酸钾，倒掉上清液，将剩余沉淀于120℃干燥30分钟得到棕色固体BiOCl光催化材料，该BiOCl光催化材料的禁带宽度对应的波长为625nm，能够吸收可见光，能够用于在可见光照射下催化降解罗丹明B溶液。
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