CN110882705B - 一种微波合成氧空位BiOCl/Bi2S3催化剂及其制备方法、应用 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂及其制备方法、应用，属于环境工程高级氧化技术领域，本发明提供的一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将铋盐和氯化物溶解于醇中，获得铋前驱体溶液；将所述铋前驱体溶液在微波环境和搅拌条件下进行第一反应，获得BiOCl/Bi₂S₃催化剂；采用本发明实施例提供的制备方法制备的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂与过硫酸盐共同作用，即可在可见光照射对结构复杂的难降解污染物，如呋虫胺等，产生较好的降解效果。

Description

一种微波合成氧空位BiOCl/Bi2S3催化剂及其制备方法、应用

技术领域

本发明属于环境工程高级氧化技术领域，具体涉及一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂及其制备方法、应用。

背景技术

呋虫胺(Dinotefuran)，化学名称是1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3-呋喃甲基)胍，分子式 C₇H₁₄N₄O₃。它是新一代杀虫剂，属于新烟碱类农药，由于它具有低毒、高效、低残留的特点，被广泛使用于防治刺吸式口器害虫及其抗性品系。但这种难以被降解的新烟碱类农药若因使用或处理不当大量进入环境，仍然会对水体产生极大的危害。

光催化技术因其具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等优点，在环境净化中表现出较好的发展前景。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂及其制备方法、应用。

本发明实施例提供一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的制备方法，包括：

将铋盐和氯化物溶解于醇中，获得铋前驱体溶液；

将所述铋前驱体溶液在微波环境和搅拌条件下进行第一反应，获得BiOCl/Bi₂S₃催化剂；

所述第一反应包括第一阶段反应和第二阶段反应，通过所述第一阶段反应，获得第一阶段反应物，将所述第一阶段反应物与硫源溶液混合，进行所述第二阶段反应；

所述第一阶段反应的反应条件包括：温度为150-180℃，时间为5-20min；

所述第二阶段反应的反应条件包括：温度为150-180℃，时间为5-15min。

进一步地，所述铋盐和氯化物的摩尔比为1-10∶1-20。

进一步地，所述铋盐包括如下至少一种：硝酸铋、铋酸钠、氯化铋，所述氯化物包括如下至少一种：氯化钾、氯化钠、氯化铵，所述醇的沸点＞180℃，所述醇包括但不限于如下一种：乙二醇、丙三醇、丁二醇。

进一步地，所述将所述铋前驱体溶液在微波环境和搅拌条件下进行第一反应，获得 BiOCl/Bi₂S₃催化剂，包括醇：

将所述铋前驱体溶液置于微波反应器中，在500-1000r/min转速和300-1000W功率的条件下，进行第一反应，获得沉淀，将所述沉淀依次进行洗涤和干燥，获得BiOCl/Bi₂S₃催化剂。

进一步地，所述洗涤包括：采用去离子水和/或无水溶剂洗涤至无杂质，所述干燥包括：在40-80℃的温度下真空烘干。

进一步地，所述硫源溶液包括硫源和水，所述硫源和所述铋盐的摩尔比为1∶2-10。

进一步地，所述硫源包括如下至少一种：硫脲、半胱氨酸、硫化钠。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂，由上述微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的制备方法制备而得。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的应用，将上述微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂应用于污水中污染物的催化氧化中。

进一步地，所述污染物包括如下至少一种：吡虫啉、呋虫胺、噻虫嗪，所述催化氧化中，氧化剂包括如下至少一种：过硫酸盐、双氧水、次氯酸钠。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的制备方法，通过加入硫源溶液，来获得具有更好催化活性的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂。其中使用的试剂，如硫源、醇等，安全易得、无污染的原料。该制备方法在进行微波加热的温度仅为150-180℃，反应温度安全，制备时间较短，制备步骤简易方便。采用本发明实施例提供的制备方法制备的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂与过硫酸盐共同作用，即可在可见光照射对结构复杂的难降解污染物，如呋虫胺等，产生较好的降解效果。

通过该制备方法制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂与其他Bi基催化剂相比，含有适量的氧空位，能够在拓宽光吸收性能的同时，提供更多的反应活性位点，并且能与异质结界面电场共同作用，降低光生电子与空穴的复合概率，显著提高光生电子空穴对的分离效率。除此之外，本发明方法制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂能够在可见光下活化过硫酸盐产生活性物种群(·O₂ ^-，h⁺，·SO₄ ^-，·OH和¹O₂)，显着提高了降解性能。通过本发明实施例提供的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的氧空位可以很好地控制本系统中活性物种群的产生速率，从而有效地克服了活性物种的自猝灭并进一步增强了催化性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例1-4制备的催化剂的XRD谱图；

图2a-2f为本发明实施例1-4制备的催化剂的SEM图片；

图3a-3e为本发明实施例3制备的催化剂的TEM图片；

图4a-4b为本发明实施例1-4制备的催化剂的DRS谱图；

图5为本发明实施例1-4制备的催化剂的固体ESR谱图；

图6为本发明实施例3制备的催化剂的液体ESR谱图；；

图7a-7c为本发明实施例3制备的催化剂的液体ESR谱图；

图8a-8b为本发明实施例5实际应用测试的实施例1-4制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂对呋虫胺溶液的催化降解效果图；

图9为本发明实施例3制备的催化剂的自由基抑制实验效果图；

图10为本发明实施例3制备的催化剂的循环性能实验效果图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

采用本发明实施例提供的微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的制备方法制得的氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂具备优异的催化性能，原理如下：

氯氧化铋(BiOCl)是近年来被广泛研究的一种光催化剂，但由于其较低的量子效率而限制其广泛应用。众所周知，氧空位是一种最常见和研究最多的阴离子缺陷。BiOCl中由于Bi-O的键长较长且键能较弱，在煅烧、光照射和光化学处理下易于形成氧空位。研究表明，氧空位特殊的物理性质和催化化学性质对催化反应有着重要的影响。首先，氧空位处的局域电子可直接被可见光激发从而跃迁到导带，同时局域电子诱导产生的位于导带下方的浅施主能级可作为跳板，辅助从价带处激发的电子进行二次跃迂，从而拓宽了半导体的光响应范围。此外，氧空位可以作为光生电子的捕获阱捕获光生电子，从而有效抑制了光生电子与空穴的复合，加快了电子-空穴对的分离，保证了光生载流子在其寿命内有效转移到表面活性位点，提高光催化活性。与此同时，氧空位可以提供大量悬挂键对反应物进行吸附，并转移电子活化吸附分子，调控其电子结构，进而极大地影响催化过程。此外，由于BiOCl特殊的层状结构，在晶体生长时易于形成暴露特定晶面的二维片状结构。而暴露特定晶面的氧空位BiOCl纳米片，在太阳光辐照下可以持续地活化氧分子产生大量的·O₂ ^-以去除有机污染物，因此，许多研究都集中在如何诱导BiOCl生成氧空位来改善催化性能。此外，研究表明，异质结可显著提高光生电子-空穴对在异质结界面处的分离和迁移效率，进而显著改善BiOCl的催化性能。同时由于(Bi₂S₃)具有合适的带隙(E_g＝1.3eV)和良好的光吸收性能，且具有与 BiOCl相匹配的能带结构，因此通过构筑BiOCl/Bi₂S₃异质结来改善光生电子-空穴对的分离和转移效率，进而大幅提高复合材料的催化性能。

高级氧化技术，是一种用于处理持久性有机污染物的技术。该技术通过氧化作用提高污水的可生化性或将污染物直接矿化成CO₂和H₂O，克服了单一光催化反应几乎无法降解结构复杂的有机污染物的缺点，为环境中稳定性较强、难降解的有机污染物提供了有效的降解方法，因而成为污水处理的热点技术。过硫酸钠(PS)是一种无机过氧化物，由于其性质稳定，便于存储和运输、价格低廉、安全稳定而成为高级氧化技术的明星氧化剂。此外，过硫酸钠(PS)在光照射、热，微波，超声等活化的同时产生具有强氧化性的·SO₄ ^-(E＝ 2.5-3.1V)。与此同时，在碱性或中性条件下，·SO₄ ^-可能转化为·OH(E＝1.8-2.7V)，从而无选择性氧化降解污染物。研究表明MIL-53(Fe)能活化PS产生大量的活性自由基，并在可见光照射下促进酸橙7染料的去除。然而，PS活化产生的活性物种的速度过快，大量的活性物种自猝灭而无法得到有效利用，从而浪费了大量的氧化剂。因此，需要对PS 活化反应过程中产生的活性物种群进行深入研究，并控制其形成和转化速率，在节约氧化剂的同时增强催化性能。

下面将结合具体实施例对本申请的微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂及其制备 方法、应用进行详细说明。

实施例1

将0.2425g的五水硝酸铋(0.5mmol)与0.1g的氯化钾(1mmol)置于烧杯中，向其中加入30mL乙二醇，置于磁力搅拌器，以500r/min的转速，搅拌60min，完全溶解后得到铋前驱体溶液。将铋前驱体溶液全部置于微波反应器中，在700r/min和1000W的条件下，使用微波加热至170℃且保温10min，得到沉淀。将得到的沉淀用去离子水洗涤至澄清，再用无水乙醇洗涤至澄清，在60℃的温度下真空烘干，即可得到BiOCl催化剂白色粉体。

实施例2

将0.2425g的五水硝酸铋(0.5mmol)与0.1g的氯化钾(1mmol)置于烧杯中，向其中加入30mL乙二醇，置于磁力搅拌器，以500r/min的转速，搅拌60min，完全溶解后得到铋前驱体溶液。将0.0038g的硫脲 (0.05mmol)溶于1mL的去离子水中，完全溶解后得到硫脲溶液。将铋前驱体溶液全部置于微波反应器中，在700r/min和1000W的条件下，使用微波加热至170℃且保温10min(第一阶段)后，向微波反应器中投加硫脲溶液并继续保温10min(第二阶段)，得到沉淀。将得到的沉淀用去离子水洗涤至澄清，再用无水乙醇洗涤至澄清，在60℃的温度下真空烘干，即可得到BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂白色粉体。

实施例3

将0.2425g的五水硝酸铋(0.5mmol)与0.1g的氯化钾(1mmol)置于烧杯中，向其中加入30mL乙二醇，置于磁力搅拌器，以500r/min的转速，搅拌60min，完全溶解后得到铋前驱体溶液。将0.00636g的硫脲(0.083mmol)溶于1mL的去离子水中，完全溶解后得到硫脲溶液。将铋前驱体溶液全部置于微波反应器中，在700r/min和1000W的条件下，使用微波加热至170℃且保温10min(第一阶段)后，向微波反应器中投加硫脲溶液并继续保温 10min(第二阶段)，得到沉淀。将得到的沉淀用去离子水洗涤至澄清，再用无水乙醇洗涤至澄清，在60℃的温度下真空烘干，即可得到BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂白色粉体。

实施例4

将0.2425g的五水硝酸铋(0.5mmol)与0.1g的氯化钾(1mmol)置于烧杯中，向其中加入30mL乙二醇，置于磁力搅拌器，以500r/min的转速，搅拌60min，完全溶解后得到铋前驱体溶液。将0.01904g的硫脲(0.25mmol)溶于1mL的去离子水中，完全溶解后得到硫脲溶液。将铋前驱体溶液全部置于微波反应器中，在700r/min和1000W的条件下，使用微波加热至170℃且保温10min(第一阶段)后，向微波反应器中投加硫脲溶液并继续保温 10min(第二阶段)，得到沉淀。将得到的沉淀用去离子水洗涤至澄清，再用无水乙醇洗涤至澄清，在60℃的温度下真空烘干，即可得到BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂白色粉体。

图1为本发明实施例1-4制备的催化剂的XRD谱图。与标准BiOCl图谱相比较，由于Bi₂S₃的非晶结构良好分散，在BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂中没有发现Bi₂S₃的衍射峰。而且，随着Bi₂S₃含量的增加，(001)、(101)、(110)和(102)衍射峰的半峰宽变宽，峰强度降低。这种现象可能是由于O^2-被S^2-取代而生成Bi₂S₃以及氧空位，因此导致BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的结晶度变差。

图2a-2f为本发明实施例1-4制备的催化剂的SEM照片。图2a-2b为不加入硫脲合成的BiOCl催化剂；图2c为加入0.0038g硫脲合成的催化剂；图2d-2e为加入0.00636g硫脲合成的催化剂；图2f为加入0.01904g硫脲合成的催化剂。如图2a-2b所示，不加入硫脲合成的BiOCl催化剂是由均匀的纳米片组装而成的。图2c-2f反映了当添加不同量的Bi₂S₃时，BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的微球直径没有明显变化。图2f中，很明显存在一些不规则颗粒分散在微球表面，这可能是由于过量的Bi₂S₃的形成。

图3a-3e为本发明实施例3制备的催化剂的TEM照片。图3a为低倍率TEM照片；图 3b高倍率TEM照片；图3c为HRTEM照片；图3d为SAED照片；图3c为EDS谱图。图3a- 3b进一步展示了加入0.00636g硫脲合成的催化剂由纳米片以及附着的纳米颗粒组成的微球结构。图3c能够较为清晰的观察出BiOCl的晶格条纹以及Bi₂S₃纳米颗粒。图3d显示了BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的圆形衍射环，表明其为多晶结构。图3e表明BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂仅由Bi、O、Cl、S这四种元素组成。

图4为本发明实施例1-4制备的催化剂的DRS谱图。如图4a-4b所示，不加入硫脲合成的BiOCl催化剂的吸收边为365nm。而当硫脲的投加量逐渐增加后，BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的吸收边拖尾现象逐步变强，这是由于BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂中氧空位所构建的浅施主能级拓宽光响应范围造成的。

图5为本发明实施例1-4制备的催化剂的固体ESR谱图。如图5所示，氧空位所对应的波谱峰为g＝2.0034，随着硫脲的投加量逐步增加，样品的氧空位浓度也逐步增加。

图6为本发明实施例3制备的催化剂的液体ESR谱图。如图6所示，加入0.00636g 硫脲合成的催化剂在可见光下活化过硫酸盐能够明显产生·O₂ ^-，·OH和¹O₂自由基。

图7a-7c为本发明实施例3制备的催化剂的液体ESR谱图。如图7a-7c所示，加入0.00636g硫脲合成的催化剂后，在相同时间点下，各自由基的浓度均发生改变，表明含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂可以很好地控制本系统中活性物种群的产生速率，从而有效地克服了活性物种的自猝灭并进一步增强了催化性能。

为了得到本发明实施例制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂处理结构复杂的难降解污染物的方法的效果，对本发明实施例制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂进行如下一系列实验予以证明：

本发明实施例以呋虫胺为例研究了本发明实施例催化剂用于催化处理有机废水过程时，其对水环境中结构复杂的难降解污染物的降解效果，但是并不限制为本发明实施例仅对呋虫胺起作用，降解其他污染物也可以达到类似的催化降解的效果，例如：罗丹明B、盐酸四环素、卡马西平、吡虫啉以及某些企业造成的工业废水等的有机污染物。

应用实施例

本发明通过提供一种微波合成含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的制备方法及其应用，解决了现有的BiOCl催化剂的制备方法及催化性能等的缺陷。

为了解决上述缺陷，本发明实施例的主要思路是：

本发明实施例适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的应用，所述应用内容包括如下步骤：

(1)配制呋虫胺污染物溶液；

(2)将制备好的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂分散于步骤(1)得到的溶液中；

(3)将步骤(2)得到的溶液置于黑暗条件下搅拌1h后加入过硫酸盐，而后打开氙灯光源照射搅拌5h，每小时抽取溶液样品，并向其中加入猝灭剂；

(4)将步骤(3)得到的溶液样品离心、过滤，置于液相色谱瓶中，使用高效液相色谱仪检测每小时的呋虫胺污染物浓度；

(5)将筛选出的最佳催化剂，进行5次循环性能试验，研究所制备含有适量氧空位的 BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的稳定性。

步骤(1)中，所述污染物选自呋虫胺。

步骤(1)中，所述污染物浓度为：2.5-5mg/L。

步骤(2)中，所述催化剂粉体的使用量为：25-50mg。

步骤(2)中，所述污染物的使用量为：50-100mL。

步骤(3)中，所述过硫酸盐选自过硫酸钠(PS)。

步骤(3)中，所述过硫酸盐的使用量为：0.05-0.1g。

步骤(3)中，所诉猝灭剂选自甲醇。

实施例5

采用带有420nm截止滤光片的氙灯(电流强度为15A)作为光源，反应器为双层套杯结构，内部通过冷凝水以确保整个反应过程在25℃的恒温条件下进行。将50mg上述实施例1-4中制备的催化剂分散于100mL配置好的2.5mg/L的呋虫胺溶液中，随后转移至反应器中。以500r/min的转速，在黑暗条件下搅拌1h后，向反应器中投加0.1g过硫酸钠 (PS)，并在黑暗条件下搅拌2min。待过硫酸钠(PS)溶解完全后，打开光源，以500r/min 的转速，在可见光照射下搅拌5h。整个反应过程中，每小时抽取溶液样品0.7mL，并向其中加入甲醇0.1mL。将得到的溶液样品高速离心后，使用0.45μm的针筒滤膜过滤上清液，去除溶液中残留的少量催化剂，并置于1.5mL色谱瓶中。使用高效液相色谱仪检测每小时的呋虫胺污染物浓度。

图8a-8b为本发明实施例5实际应用测试的实施例1-4制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂对呋虫胺溶液的催化降解效果图。如图 8a所示，加入0.00636g硫脲合成的催化剂展示出了最好的催化降解效果。如图8b所示，当把加入0.00636g硫脲合成的催化剂、过硫酸钠(PS)与可见光照射结合起来时，其具有最好的催化降解效果。

图9为本发明实施例3制备的催化剂的自由基抑制实验效果图。如图9所示，加入0.00636g硫脲合成的催化剂在可见光照射下活化过硫酸钠(PS)，可以产生活性物种群(·O₂ ^-，h⁺，·SO₄ ^-，·OH和¹O₂)。

图10为本发明实施例3制备的催化剂的循环性能实验效果图。如图10所示，加入0.00636g硫脲合成的催化剂在可见光照射下活化过硫酸钠(PS)，经过5次循环性能实验后，仍具有一定的催化降解性能。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明通过控制加入不同量的硫脲溶液，来获得具有更好催化活性的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂。本发明制备方法使用均使用，如硫脲、乙二醇等，安全易得的原料，对环境无污染。本制备方法在进行微波加热的温度仅为150-180℃，能耗较小，制备时间较短，制备步骤简易方便。本发明应用方法通过添加上述制备方法制备的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂与过硫酸盐，即可在可见光照射对结构复杂的难降解污染物，如呋虫胺等，产生较好的降解效果。

通过本发明方法制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂与其他BiOCl相比，含有适量的氧空位，能够在拓宽光吸收性能的同时，提供更多的反应活性位点，并且能与异质结界面电场共同作用，降低光生电子与空穴的复合概率，显著提高光生电子空穴对的分离效率。除此之外，本发明方法制备的BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂能够在可见光下活化过硫酸盐产生活性物种群(·O₂ ^-，h⁺，·SO₄ ^-，·OH和¹O₂)，显着提高了降解性能。通过BiOCl/Bi₂S₃异质结催化剂的氧空位可以很好地控制本系统中活性物种群的产生速率，从而有效地克服了活性物种的自猝灭并进一步增强了催化性能。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的应用，其特征在于，将所述的微波合成氧空位BiOCl/Bi₂5₃催化剂应用于污水中污染物的催化氧化中；

所述污染物包括如下至少一种：吡虫啉、呋虫胺、噻虫嗪，所述催化氧化中，氧化剂包括如下至少一种：过硫酸盐、双氧水、次氯酸钠；

所述微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的制备方法包括：

将铋盐和氯化物溶解于醇中，获得铋前驱体溶液；

将所述铋前驱体溶液在微波环境和搅拌条件下进行第一反应，获得BiOCl/Bi₂S₃催化剂；

所述第一反应包括第一阶段反应和第二阶段反应，通过所述第一阶段反应，获得第一阶段反应物，将所述第一阶段反应物与硫源溶液混合，进行所述第二阶段反应；

所述第一阶段反应的反应条件包括：温度为150-180℃，时间为5-20min；

所述第二阶段反应的反应条件包括：温度为150-180℃，时间为5-15min；

所述铋盐和氯化物的摩尔比为1-10：1-20；

所述铋盐包括如下至少一种：硝酸铋、铋酸钠、氯化铋，所述氯化物包括如下至少一种：氯化钾、氯化钠、氯化铵，所述醇的沸点>180℃；

所述将所述铋前驱体溶液在微波环境和搅拌条件下进行第一反应，获得BiOCl/Bi₂S₃催化剂，包括：

将所述铋前驱体溶液置于微波反应器中，在500-1000r/min转速和300-1000W功率的条件下，进行第一反应，获得沉淀，将所述沉淀依次进行洗涤和干燥，获得BiOCl/Bi₂S₃催化剂；

所述硫源包括如下至少一种：硫脲、半胱氨酸、硫化钠。

2.根据权利要求1所述的一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的应用，其特征在于，所述洗涤包括：采用去离子水和/或无水溶剂洗涤至无杂质，所述干燥包括：在40-80℃的温度下真空烘干。

3.根据权利要求1所述的一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂S₃催化剂的应用，其特征在于，所述硫源溶液包括硫源和水，所述硫源和所述铋盐的摩尔比为1∶2-10。

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