CN111054399B - 一种微波合成氧空位BiOCl/Bi2O3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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃异质结催化剂与过硫酸盐等催化剂，即可在可见光照射对结构复杂的难降解污染物，如吡虫啉等，产生较好的降解效果。

Description

一种微波合成氧空位BiOCl/Bi2O3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/Bi₂O₃催化剂及其制备方法、应用。

背景技术

吡虫啉(Imidacloprid)，化学名称是1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基亚咪唑烷-2-基 胺，分子式C₉H₁₀ClN₅O₂。它是新一代氯代尼古丁杀虫剂，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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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次氯酸盐溶液混合，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5-10min；

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、氯化铋、铋酸钠，所述氯化物包括如下至少一种：氯化钾、氯化钠、氯化铵。

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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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50-80℃的温度下真空烘干。

进一步地，所述次氯酸盐和所述醇的体积比为30∶0.1-3。

进一步地，所述醇的沸点＞180℃。

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/Bi₂O₃催化剂， 由上述微波合成氧空位BiOCl/Bi₂O₃催化剂的制备方法制备得到。

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/Bi₂O₃催化剂的 应用，将上述微波合成氧空位BiOCI/Bi₂O₃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、噻虫嗪、呋虫胺，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/Bi₂O₃催化剂的制备方法，通过加入次氯 酸钠溶液来获得具有更好催化性能的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂。其中 使用的试剂，如次氯酸钠溶液、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/Bi₂O₃异质结催化剂与过硫酸 盐等催化剂，即可在可见光照射对结构复杂的难降解污染物，如吡虫啉等，产生较好的降 解效果。

通过该制备方法制备的BiOCl/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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⁺，·S0₄ ^-，·OH和¹O₂)，显着提高了降解性能。

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4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-7b为本发明实施例5实际应用测试的实施例1-4制备的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂对吡虫啉溶液的催化降解效果图；

图8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9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/Bi₂O₃催化剂的制备方法制得的氧空 位BiOCl/Bi₂O₃催化剂具备优异的催化性能，原理如下：

氧空位是一种最常见和研究最多的阴离子缺陷。BiOCl中由于其特殊的层状结构，容 易形成O原子暴露的特殊纳米片结果。因此，在高温煅烧、紫外光照射等情况下，BiOCl晶体表面的原子会剧烈振动，从而导致化学键断裂，使O原子从晶格中逸出而产生氧空 位。研究表明，氧空位对催化反应有着重要的影响。首先，由氧空位诱导产生的缺陷能级 可以接受从价带跃迁而来的被激发电子，从而间接地传递电子至导带。因此，氧空位可以拓宽半导体光催化材料的光响应范围，并抑制光生载流子的复合。其次，由于氧空位本身 的配位不饱和特性，能够有效吸附反应物，并向其传递电子，从而活化部分被吸附物质。

氧化铋(Bi₂O₃)作为一种禁带宽度可调(E_g＝2.1-3.4eV)的半导体材料，已被广泛应 用在光学薄膜、光伏电池、光催化等研究领域，具有良好的应用前景。然而Bi₂O₃的光生电子空穴对的分离效率较低，限制了其实际应用。因此通过构筑BiOCl/Bi₂O₃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，是一种用于处理难降解有机污染物的技术。传统的高级氧化技术大多 是利用羟基自由基来氧化废水中的有机物， 如芬顿氧化、光催化和电化学氧化技术等。羟基自由基虽然具有极强的氧化性，但同时也 具有半衰期短、受pH影响大等缺点。硫酸根自由基(·SO₄ ^-)和羟基自由基有相似的结构， 均有O-O键，且具备强氧化性、易溶于水、反应条件温和及易操作等优点，因此基于过硫 酸盐的新兴高级氧化技术也随之被提出-过硫酸盐高级氧化技术。过硫酸氢钾(PMS)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、安全稳定而成为过硫酸盐高级氧化技术的明星氧化剂。此外，过硫酸氢钾(PMS)在光照射、热，微波，超声等活 化的可以产生·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。

然而在可见光照射下，PMS在水中活化产生自由基的速率较快，导致反应过程中大量 的自由基无法得到利用，从而产生自猝灭，使大量氧化剂被浪费。因此，构建了含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂，通过氧空位的配位不饱和特性，吸附PMS中的过硫 酸氢根离子，从而凭借光屏蔽效应，大大降低了PMS直接受到可见光照射的分解概率，降 低活性物种群的产生速率。与此同时，通过构建异质结产生的界面电场，能够有效降低光 生载流子的复合概率，提高光生电子的分离和转移效率，使被可将光照射激发的电子转移至由氧空位产生的缺陷能级，从而向吸附在氧空位上的过硫酸根离子转移电子，控制活性 物种群的产生速率，使PMS能够较为缓慢、高效的产生各类活性物种。因此，在整个反应 体系中，对污染物降解效果得到提高的同时，PMS的利用率得到了提高，氧化剂的成本大 大降低。

在本发明申请中，通过微波成功合成了含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂。通过考察使用该催化剂在可见光下活化过硫酸盐后产生活性物种群对吡虫啉的降解效果评价其催化性能。结果表明，由特定晶面暴露纳米片组装而成的微米球BiOCl/Bi₂O₃异 质结催化剂，具有比表面积较大、存在一定浓度氧空位、光生载流子分离效率较高等优 点，能够较好的在氧空位处吸附过硫酸根离子，从而向其传递电子并使其活化，产生大量 活性物种群(·O₂ ^-，h⁺，·SO₄ ^-，·OH和¹O₂)，显著提高了对结构复杂的难降解污染物的降解 效果。

下面将结合具体实施例对本申请的微波合成氧空位BiOCl/Bi₂O₃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0.07455g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，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BiOCI催化剂白色粉体。

实施例2

将0.2425g的五水硝酸铋(0.5mmol)与0.07455g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，微波加热至170℃且保温10min(第一阶段)后，向微波反应器中投加0.1mL次氯酸钠 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/Bi₂O₃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0.07455g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，微波加热至170℃且保温10min(第一阶段)后，向微波反应器中投加0.5mL次氯酸钠 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/Bi₂O₃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0.07455g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，微波加热至170℃且保温10min(第一阶段)后，向微波反应器中投加1.0mL次氯酸钠 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/Bi₂O₃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。如图1所示，与标准BiOCl图谱相比较，不加入次氯酸钠溶液合成的催化剂为纯相BiOCl。加入0.5mL次氯酸钠溶液合成 的催化剂的XRD图谱显示其具有最尖锐的(001)衍射峰，这可能是由于适量的次氯酸钠溶液促进纳米片沿着(001)晶面生长。而 随着次氯酸钠溶液的投加量的增加，(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Bi₂O₃的生成破坏了BiOCl的晶体结构，因此导致 BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂的结晶度变差。加入1.0mL次氯酸钠溶液合成的催化剂明确地显 示了Bi₂O₃的特征峰。

图2a-2f为本发明实施例1-4制备的催化剂的SEM照片。图2a、2e为不加入次氯酸钠溶液合成的催化剂；图2b为加入0.1mL次氯酸钠溶液合成的催化剂；图2c、2f为加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂；图2d为加入1.0mL次氯酸钠溶液合成的催化剂。如图 2a所示，不加入次氯酸钠溶液合成的催化剂是由均匀的纳米片组装而成的微球结构。图 2b-2d反映了随着加入次氯酸钠溶液的量增加，BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂的微球结构逐渐 被破坏。同时，在微球结构表面上生成了一些可能为Bi₂O₃的尺寸不均匀的纳米颗粒。图 2e、2f展示了不加入次氯酸钠溶液和加入0.5mL次氯酸钠溶液时所合成的催化剂，两者的 纳米片厚度具有明显不同，这个结果从侧面证明了XRD表征。

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0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂由较薄的纳米片以及尺寸不均一的 纳米颗粒组成的微球结构。图3c能够较为清晰的观察出BiOCI以及Bi₂O₃两者的晶格条 纹。图3d显示了加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂的圆形衍射环，表明BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂为多晶结构。图3e表明加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂仅由Bi、O、 Cl这三种元素组成。

图4为本发明实施例1-4制备的催化剂的DRS谱图。如图4所示，不加入次氯酸钠溶液合成的BiOCl催化剂的吸收边为365nm。而当次氯酸钠溶液的投加量逐渐增加后， BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂的吸收边拖尾现象逐步变强，这是由于BiOCl/Bi₂O₃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，随着次氯酸钠溶液的投加量逐步增加，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0.5mL次氯酸钠溶液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。

为了得到本发明实施例制备的BiOCl/Bi₂O₃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/Bi₂O₃异质结催化剂进行如下一系列实验 予以证明：

本发明实施例以吡虫啉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 对吡虫啉起作用，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、呋虫胺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的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂O₃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/Bi₂O₃异质结催化剂的应用，所述应用内容包括如 下步骤：

(1)配制吡虫啉污染物溶液；

(2)将制备好的催化剂超声分散于步骤(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2h后加入过硫酸盐，而后打开LED光 源照射搅拌6h，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，使用高效液相色谱仪检测每小时的吡虫啉 污染物浓度；

(5)将筛选出的催化性能最佳催化剂，进行循环性能试验，研究所制备含有适量氧空 位的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂的稳定性。

步骤(1)中，所述污染物选自吡虫啉。

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氢钾(PMS)。

步骤(3)中，所述过硫酸盐的使用量为：0.1-0.01g。

步骤(3)中，所诉猝灭剂选自甲醇。

实施例5

采用LED灯(电流强度为0.9A)作为光源，光源从反应器石英玻璃底部向上照射，通过 风扇散热确保整个反应过程在25-35℃的恒温条件下进行。将25mg上述实施例1-4中制备 的催化剂超声分散于50mL配置好的2.5mg/L的吡虫啉溶液中，随后转移至反应器中。以500r/min的转速，在黑暗条件下搅拌2h后，向反应器中投加0.01g过硫酸氢钾(PMS)，并 在黑暗条件下搅拌2min。待过硫酸氢钾(PMS)溶解完全后，打开光源，以500r/min的转 速，在可见光照射下搅拌6h。整个反应过程中，每小时抽取溶液样品0.6mL，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 吡虫啉污染物浓度。

图7a-7b为本发明实施例5实际应用测试的实施例1-4制备的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂对吡虫啉溶液的催化降解效果图。如图7a所示，加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂展示出了最好的催化降解效果。如图7b所示，当把加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的 催化剂、过硫酸氢钾(PMS)与可见光照射结合起来时，其具有最好的催化降解效果。

图8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8所示，加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂在可见光照射下活化过硫酸氢钾(PMS)，可以产生活性物种群(·O₂ ^-，h⁺，·SO₄ ^-，·OH和¹O₂)。

图9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9所示，加入0.5mL次氯酸钠溶液合成的催化剂在可见光照射下活化过硫酸氢钾(PMS)，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：

本发明通过加入不同量的次氯酸钠溶液，来获得具有更好催化性能的含有适量氧空位的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂。本发明制备方法使用均使用，如次氯酸钠溶液、乙二醇等实验室常用原料，对环境无污染。本制备方法在进行微波加热，安全稳定，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/Bi₂O₃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，如吡虫啉等，产生 较好的降解效果。

通过本发明方法制备的BiOCl/Bi₂O₃异质结催化剂与其他BiOCl相比，含有适量的氧 空位，能够拓宽可见光响应范围，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/Bi₂O₃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。

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 (4)

1.一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂O₃催化剂的应用，其特征在于，将微波合成氧空位BiOCl/Bi₂O₃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、噻虫嗪、呋虫胺，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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃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次氯酸盐溶液混合，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5-10min；

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、氯化铋、铋酸钠，所述氯化物包括如下至少一种：氯化钾、氯化钠、氯化铵；

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/Bi₂O₃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/Bi₂O₃催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂O₃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50-80℃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/Bi₂O₃催化剂的应用，其特征在于，所述次氯酸盐和所述醇的体积比为30:0.1-3。

4.根据权利要求1或3所述的一种微波合成氧空位BiOCl/Bi₂O₃催化剂的应用，其特征在于，所述醇的沸点＞180℃。

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