CN114797818A - 一种TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TiO2/Ti3C2‑BiOBr光催化剂及其制备方法与应用；本发明通过将单层的二维纳米片Ti3C2及NaBF4加入稀盐酸溶液中，搅拌和超声后形成分散液进行水热反应，反应结束后洗涤、干燥得到TiO2/Ti3C2复合材料；将Bi(NO3)3·5H2O及TiO2/Ti3C2复合材料加入到水和乙醇的混合溶液中并超声分散，然后加入KBr的乙二醇溶液，搅拌和超声后形成分散液进行溶剂热反应，洗涤、干燥得到TiO2/Ti3C2‑BiOBr光催化剂。本发明的TiO2/Ti3C2‑BiOBr光催化剂具有可见光响应，而且光催化活性高，可同时实现六价铬的还原和有机污染物的降解。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料技术和光催化技术领域，具体涉及一种TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着社会工业化进程的加快和人类物质生活的不断丰富，能源消耗持续增加，环境污染问题也日益严重。其中，水污染问题直接影响人们的生产和生活，对人们的健康造成严重的危害。而重金属和有机污染物往往共同存在于水体中，目前常用的水污染物处理方法主要有：吸附、膜分离、离子交换、微生物处理、化学沉淀及光催化等。其中，光催化是一种通过半导体材料，利用太阳能进行物质转化的一种方式，具有条件温和、绿色环保、可持续利用和选择性高等特点。现在的光催化剂大多为半导体材料，这是由它的能带结构和便捷的光催化过程决定的。但对于传统的单一的半导体光催材料，通常都存在光生电子和空穴的易复合和可见光利用率低等问题。如二氧化钛，虽然具有稳定性好、价格便宜和环境友好等有优点，但由于其能带隙宽及光生载流子快速复合严重，实际应用受到了极大限制。因此，探索出在可见光下具有高催化活性半导体光催化剂具有重要意义。而将半导体光催化材料与金属、碳材料或者其它半导体进行复合，形成二元或三元异质结，是目前为止解决上述问题较为有效的方式。
BiOBr是一种四方菱镁矿晶体结构的半导体材料，具有适宜的能带位置和独特电子结构，其层状结构可以在卤素和[Bi2O2]2+板之间形成内部电场而促进光生电子与空穴的有效分离，这对提高光催化性能起着关键作用，因此BiOBr在可见光下表现出优异的光催化活性。近年来在调控并提高BiOBr光催化活性方面有了许多的进展，但对于BiOBr来说，其太阳光利用率和光生载流子迁移效率仍有很大的提升空间(S.S.Imam,R.Adnan,andN.H.Mohd Kaus,The photocatalytic potential of BiOBr for wastewater treatment:A mini-review.Journal of Environmental Chemical Engineering 9(2021)105404)。MXene是一类具有二维层状结构的新兴金属碳化物或金属氮化物材料，具有载流子迁移各向异性和良好的导电性，大量研究结果表明，当MXene用作助催化剂与其他半导体催化剂形成复合材料可以有效地增强光催化剂的电荷分离能力。
发明内容
本发明的目的是提出了一种三元的复合光催化剂TiO2/Ti3C2-BiOBr并提供了该催化剂的制备方法和应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂，所述TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂为三元复合材料，由高度暴露(102)晶面的BiOBr、高度暴露(001)晶面的锐钛矿相TiO2和二维纳米片Ti3C2组成，其中TiO2由Ti3C2原位氧化所形成，所述BiOBr和TiO2均匀分布在二维纳米片Ti3C2上，形成异质结。
上述的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将多层Ti3C2加入到水中，在惰性气体气氛下进行超声处理后，离心分离收集上层清液，干燥后得到单层的二维纳米片Ti3C2；
(2)将步骤(1)制备的单层的二维纳米片Ti3C2及NaBF4加入稀盐酸溶液中，充分搅拌和超声后形成分散液并转移至水热釜，进行水热反应，反应结束后洗涤、干燥得到TiO2/Ti3C2复合材料；
(3)将Bi(NO3)3·5H2O及步骤(2)制备的TiO2/Ti3C2复合材料加入到水和乙醇的混合溶液中并超声分散，然后加入KBr的乙二醇溶液，搅拌和超声后形成分散液并转移至水热釜，进行溶剂热反应，反应结束后洗涤、干燥得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
优选的，步骤(1)所述多层Ti3C2与水的质量体积比为100-300:100-250mg/mL；所述超声的时间为30-90min；
优选的，步骤(1)所述水为超纯水；所述惰性气体为氩气。
优选的，步骤(2)所述单层的二维纳米片Ti3C2与NaBF4的质量比为30-100:50-160；
优选的，步骤(2)所述稀盐酸浓度为1-1.5mol/L，与Ti3C2的体积质量比为5-15:30-100mL/mg；
优选的，步骤(2)所述搅拌的时间为10-60min，超声的时间为5-30min；
优选的，步骤(2)所述水热反应的温度为120-200℃，时间为1-6h。
优选的，步骤(3)所述Bi(NO3)3·5H2O、KBr与TiO2/Ti3C2复合材料的质量比为60-200:15-60:5-50；所述水、乙醇与乙二醇的体积比为5-20:5-20:10-40；所述Bi(NO3)3·5H2O、KBr与TiO2/Ti3C2复合材料的总质量和水、乙醇与乙二醇的总体积的比为80-300:20-80mg/mL；
优选的，步骤(3)所述加入KBr的方式为滴加，滴加速度为1-5滴/秒；
优选的，步骤(3)所述搅拌的时间为10-60min，超声的时间为5-30min；
优选的，步骤(3)所述溶剂热反应温度为100-160℃，时间为2-12h；所述水为超纯水。
优选的，所述多层Ti3C2的制备方法为：将LiF粉末加入到浓盐酸中，在35-40℃恒温水浴下搅拌30-60min，搅拌速度为350-600r/min；随后将Ti3AlC2粉末，分次加入到溶液中，继续反应24-48h，反应结束后将反应液离心分离，收集黑色沉淀并用超纯水洗涤5-6次，得到多层的Ti3C2；所述LiF粉末和浓盐酸的质量体积比为1-3:20-60g/mL；所述浓盐酸的浓度为36％-38％；所述Ti3AlC2粉末与LiF粉末的质量比为1:1-1.5。
优选的，步骤(1)、(2)和(3)所述干燥为真空冷冻干燥，干燥的时间为6h以上。
优选的，步骤(2)和(3)所述洗涤方式为采用超纯水洗涤3-5次。
上述的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂在处理同时含有六价铬和有机污染物的废水中的应用，在光照及常温条件下，将TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂加入同时含有六价铬和有机污染物的废水。
优选的，所述光照为可见光；所述有机污染物为罗丹明B；所述处理的条件包括：六价铬浓度为5-50mg/L，罗丹明B浓度为5-50mg/L，TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的投加量为0.2-1g/L。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明通过构建复合材料并形成异质结的方式，解决了传统光催化剂TiO2能带隙宽的问题，同时通过利用BiOBr的内建电场和助催化剂，有效地提高了催化剂光生载流子的分离效率和传输速率，从而能很好响应可见光并具有高的催化活性；
(2)本发明制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂暴露活性晶面，实现了光催化性能的进一步提高；
(3)相比于目前的大部光催化剂只能处理单一污染物，本发明制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂，能在可见光的照射下处理含有重金属六价铬和有机污染物的废水，同步实现重金属还原和有机污染物的降解；
(4)本发明所用的材料，对环境友好，并能够以较低的投入获得较大的经济效益；
(5)本发明材料制作简单，设备要求低，操作简单，易于实现大规模批量生产。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的TiO2/Ti3C2复合材料的扫描电镜图。
图2为本发明实施例1制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的扫描电镜图。
图3为本发明实施例1制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的透射电镜图。
图4为本发明实施例1制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的高分辨透射电镜图。
图5本发明实施例1制备的单层的二维纳米片Ti3C2、TiO2/Ti3C2复合材料以及TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的X射线衍射图。
图6为本发明实施例1-6制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂、实施例7制备的BiOBr和实施例8制备的TiO2/BiOBr在可见光下对罗丹明B的降解效率图。
图7为本发明实施例1-6制备的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂、实施例7制备的BiOBr和实施例8制备的TiO2/BiOBr在可见光下对六价铬的去除效率图。
具体实施方式
结合以下实施例，对本发明作进一步的地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1
(1)将40mL的质量分数为37％浓盐酸和2g LiF粉末加入到聚四氟乙烯烧杯中，在35℃恒温水浴下搅拌30min，搅拌速度约为400r/min；随后称取10份0.2g Ti3AlC2粉末，在10min内分次加入到上述体系中，再在上述条件下继续反应24h，反应结束后将反应液离心分离，收集黑色沉淀并用超纯水洗涤5-6次，得到多层的Ti3C2；
(2)将步骤(1)所述的多层Ti3C2加入到超纯水中，在氩气气氛下超声处理60min后，将分散液离心分离并收集上层清液，真空冷冻干燥24h以上，得到单层的二维纳米片Ti3C2；
(3)称取50mg步骤(2)制备得到的单层二维纳米片Ti3C2和82.5mg NaBF4于聚四氟乙烯内衬中，再加入7.5mL 1mol/L的稀盐酸溶液，搅拌30min并超声10min后形成分散液，然后于水热釜中，在160℃下反应3h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2复合材料；
(4)称取15.3mg步骤(3)中得到的TiO2/Ti3C2复合材料和122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mgKBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(5)将步骤(4)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在120℃下进行溶剂热反应，反应时间为6h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
本实施例得到的TiO2/Ti3C2复合材料的扫描电镜如图1所示，单层的二维纳米片Ti3C2上成功生长出锐钛矿相的TiO2纳米片。制备得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的扫描电镜如图2所示，BiOBr纳米片均匀地插层在TiO2/Ti3C2复合材料上。
将本实施例得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例2
(1)称取30.6mg实施例1步骤(3)中得到的TiO2/Ti3C2复合材料和122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mg KBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(2)将步骤(1)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在120℃下进行溶剂热反应，反应时间为6h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
将本实施例得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例3
(1)称取5mg实施例1步骤(3)中得到的TiO2/Ti3C2复合材料和122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mg KBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(2)将步骤(1)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在120℃下进行溶剂热反应，反应时间为6h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
将本实施例得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例4
(1)称取60mg实施例1步骤(2)制备得到的单层二维纳米片Ti3C2和99mg NaBF4于聚四氟乙烯内衬中，再加入9mL 1mol/L的稀盐酸溶液，搅拌30min并超声15min后形成分散液，然后于水热釜中，在160℃下反应3h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2复合材料；
(2)称取15.3mg步骤(1)中得到的TiO2/Ti3C2复合材料和122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mgKBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(3)将步骤(2)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在120℃下进行溶剂热反应，反应时间为2h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
将本实施例得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例5
(1)称取15.3mg实施例1步骤(3)中得到的TiO2/Ti3C2复合材料和122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mg KBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(2)将步骤(1)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在140℃下进行溶剂热反应，反应时间为8h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
将本实施例得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例6
将实施例5得到的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制20mg/L六价铬和20mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例7
(1)称取122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mg KBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(2)将步骤(1)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在140℃下进行溶剂热反应，反应时间为8h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到BiOBr光催化剂。
将本实施例得到的BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
实施例8
(1)称取60mg实施例1步骤(2)制备得到的单层二维纳米片Ti3C2和99mg NaBF4于聚四氟乙烯内衬中，再加入9mL 1mol/L的稀盐酸溶液，搅拌30min并超声15min后形成分散液，然后于水热釜中，在160℃下反应12h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2粉末；
(2)称取15.3mg步骤(1)中得到的TiO2粉末和122mg的Bi(NO3)3·5H2O加入到聚四氟乙烯内衬中，再加入5mL超纯水和5mL乙醇并超声30min得到分散液A，称取35mg KBr溶于10mL乙二醇中超声15min得到分散液B，然后将分散液B缓慢加入到分散液A中，得到混合反应液；
(3)将步骤(1)中得到的混合反应液充分搅拌30min并超声10min后，于反应釜中，在140℃下进行溶剂热反应，反应时间为8h，反应结束后自然冷却到室温，将获得的沉淀物用超纯水洗涤3-5次，真空冷冻干燥6h以上得到TiO2-BiOBr光催化剂。
将本实施例得到的TiO2/BiOBr光催化剂用于可见光下去除六价铬和罗丹明B，具体步骤：
(1)配制10mg/L六价铬和10mg/L罗丹明B的混合溶液，取50mL于烧杯中，加入20mg催化剂，超声分散并在黑暗下搅拌30min；
(2)用LED灯作可见光光源，将步骤(1)的体系于该光源下照射，计算去除效率，结果如表1所示。
表1
| 催化剂种类 | 1h内罗丹明B降解率(％) | 1h内六价铬去除率(％) |
| 实施例1 | 99.7 | 85.7 |
| 实施例2 | 100 | 82.1 |
| 实施例3 | 100 | 75.5 |
| 实施例4 | 99.0 | 69.1 |
| 实施例5 | 100 | 88.2 |
| 实施例6 | 98.7 | 71.8 |
| 实施例7 | 100 | 80.0 |
| 实施例8 | 100 | 84.1 |
首先从图1可以看出在单层的Ti3C2原位生长出了锐钛矿相TiO2纳米片，说明成功得到了TiO2/Ti3C2复合材料。然后从图2可以看出，进一步溶剂热反应后，BiOBr纳米片大部分以插入的形式生长在TiO2/Ti3C2上，说明成功得到了TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。图3和图4分别是的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的透射电镜图和高分辨透射电镜图，进一步揭示了TiO2/Ti3C2-BiOBr的微观结构，并且从图4可知TiO2/Ti3C2-BiOBr中的TiO2和BiOBr分别高度暴露(001)晶面和(102)晶面。图5是单层的Ti3C2、TiO2/Ti3C2复合材料以及TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的X射线衍射图，证实了前述材料的结晶性及其组成成分。由表1可知，本发明的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂在可见光下对罗丹明B和六价铬的去除效率分别可以达到98.5％和69％以上。此外，由图6和图7可知，TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的光催化效果受反应温度、反应时间、各组分的比例和污染物浓度等因素的影响。在同一条件下，三元复合的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂比单一的BiOBr光催化剂和二元复合的TiO2-BiOBr光催化剂的催化效果都要更好。
以上实施例仅用于解释本发明，并非对本发明作任何形式上的限制。熟悉本领域的技术人员在未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的精神实质和技术原理对以上实施例所做的简化、修饰、替代及组合均应属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (10)
1.一种TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂，其特征在于，所述TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂为三元复合材料，由暴露(102)晶面的BiOBr、暴露(001)晶面的锐钛矿相TiO2和二维纳米片Ti3C2组成，其中TiO2由Ti3C2原位氧化所形成，所述BiOBr和TiO2均匀分布在二维纳米片Ti3C2上，形成异质结。
2.权利要求1所述的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多层Ti3C2加入到水中，在惰性气体气氛下进行超声处理后，离心分离收集上层清液，干燥后得到单层的二维纳米片Ti3C2；
(2)将步骤(1)制备的单层的二维纳米片Ti3C2及NaBF4加入稀盐酸溶液中，搅拌和超声后形成分散液进行水热反应，反应结束后洗涤、干燥得到TiO2/Ti3C2复合材料；
(3)将Bi(NO3)3·5H2O及步骤(2)制备的TiO2/Ti3C2复合材料加入到水和乙醇的混合溶液中并超声分散，然后加入KBr的乙二醇溶液，搅拌和超声后形成分散液进行溶剂热反应，反应结束后洗涤、干燥得到TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述多层Ti3C2与水的质量体积比为100-300:100-250mg/mL；所述超声的时间为30-90min；
所述水为超纯水；所述惰性气体为氩气。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述单层的二维纳米片Ti3C2与NaBF4的质量比为30-100:50-160；所述稀盐酸浓度为1-1.5mol/L，与Ti3C2的体积质量比为5-15:30-100mL/mg；所述搅拌的时间为10-60min，超声的时间为5-30min；所述水热反应的温度为120-200℃，时间为1-6h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述Bi(NO3)3·5H2O、KBr与TiO2/Ti3C2复合材料的质量比为60-200:15-60:5-50；所述水、乙醇与乙二醇的体积比为5-20:5-20:10-40；所述Bi(NO3)3·5H2O、KBr与TiO2/Ti3C2复合材料的总质量和水、乙醇与乙二醇的总体积的比为80-300:20-80mg/mL；所述加入KBr的方式为滴加，滴加速度为1-5滴/秒；所述搅拌的时间为10-60min，超声的时间为5-30min；所述溶剂热反应温度为100-160℃，时间为2-12h；所述水为超纯水。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述多层Ti3C2的制备方法为：将LiF粉末加入到浓盐酸中，在35-40℃恒温水浴下搅拌30-60min，搅拌速度为350-600r/min；随后将Ti3AlC2粉末，分次加入到溶液中，继续反应24-48h，反应结束后将反应液离心分离，收集黑色沉淀并用超纯水洗涤5-6次，得到多层的Ti3C2；所述LiF粉末和浓盐酸的质量体积比为1-3:20-60g/mL；所述浓盐酸的浓度为36％-38％；所述Ti3AlC2粉末与LiF粉末的质量比为1:1-1.5。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)、(2)和(3)所述干燥为真空冷冻干燥，干燥的时间为6h以上。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)和(3)所述洗涤方式为采用超纯水洗涤3-5次。
9.权利要求1所述的TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂在处理同时含有六价铬和有机污染物的废水中的应用，其特征在于，在光照及常温条件下，将TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂加入同时含有六价铬和有机污染物的废水。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述光照为可见光；所述有机污染物为罗丹明B；所述处理的条件包括：六价铬浓度为5-50mg/L，罗丹明B浓度为5-50mg/L，TiO2/Ti3C2-BiOBr光催化剂的投加量为0.2-1g/L。
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