Bi2O2CO3/Fe2O3/BiOCl三元异质结光催化剂的制备方法

bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法
技术领域
1.本发明涉及bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂制备技术领域，具体为一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法。


背景技术：

2.基半导体材料由于具有无毒和光催化活性高等优点，近年备受研究者关注，其中，bi2o2co3具有aurivilius层状结构，由[bi2o2]
2
和co
32-层组成，层状半导体由于存在内建电场，可以有效地改善载流子的分离和转移，因此表现出良好的光电化学性能，然而，bi2o2co3也具明显的缺点，例如：其较宽的带隙限制了对太阳光的利用率，较高的电荷复合率降低了其光催化反应活性等。
[0003]
近年来，研究人员提出了许多方法来提高bi2o2co3的光催化活性，其中半导体复合是比较有效的方法之一，能带匹配的两种半导体耦合时，在接触界面形成异质结，异质结势垒能够促进电子和空穴的转移与分离，从而有效地提高光催化反应活性，在现有的报道中，鲍亮等人报道了一种bi
12o17
cl
12
/bi2o2co3复合材料的制备方法(申请公布号：cn 112678868 a)，李瑞桢等人报道了一种bi2o2co3/biocl复合光催化剂的制备方法及其应用(申请公布号：cn 113019409 a)，文献调研表明，多数报道是关于两组分异质结的研究，关于三组分异质结的报道颇少，尤其关于bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结的研究，尚未见报道，因此，如何提高bi2o2co3的光催化性能仍然是一个难题，故而，提出一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法来解决上述问题。


技术实现要素：

[0004]
(一)解决的技术问题
[0005]
针对现有技术的不足，本发明提供了一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，具备制备方法简单，光催化活性高等优点，解决了现有技术中如何提高bi2o2co3的光催化性能仍然是一个难题的问题。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]
1)在烧杯中加入适量水，搅拌条件下，加入一定量的五水合硝酸铋；
[0009]
2)加入一定量的六亚甲基四胺后进行充分搅拌；
[0010]
3)然后，将混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬中，将所得溶液进行水热反应，水热反应后，自然冷却至室温，离心、洗涤以及干燥，产物即为bi2o2co3；
[0011]
4)将一定量的bi2o2co3均匀分散在水中，加入fecl3，将所得溶液再次进行水热反应，水热反应后，将其产物自然冷却至室温，并且进行离心、洗涤和干燥，即可得到产物bi2o2co3/fe2o3/biocl。
[0012]
进一步，所述步骤1)中烧杯中加入的适量水为10-20ml的水。
[0013]
进一步，所述步骤2)中加入一定六亚甲基四胺后进行搅拌的时间为20-40min。
[0014]
进一步，所述步骤3)中水热反应为将所得溶液在180℃恒温水中进行热反应22-26小时。
[0015]
进一步，所述步骤4)中加入fecl3后所得溶液在160℃恒温水中进行热反应10-14小时。
[0016]
(三)有益效果
[0017]
与现有技术相比，本发明提供了一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，具备以下有益效果：
[0018]
该bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，本发明通过简单的原位水热法制备了三元bi2o2co3/fe2o3/biocl，与bi2o2co3比较，本发明所合成的bi2o2co3/fe2o3/biocl的光催化活性提高了2.7倍，同时，本发明的制备方法简单，光催化活性高，具有良好的应用前景。
附图说明
[0019]
图1为本发明提出的一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法中实施例一制备的bi2o2co3/fe2o3/biocl以及bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂的x射线衍射(xrd)图；
[0020]
图2为本发明提出的一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法中实施例一制备的bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂的样品的高分辨率透射电子显微镜(hrtem)图像；
[0021]
图3为本发明提出的一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法中测试例制备的bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂对罗丹明b(rhb)染料废水溶液降解的活性对比图。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]
实施例一：一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0024]
1)在烧杯中加入适量水，搅拌条件下，加入一定量的五水合硝酸铋；
[0025]
2)加入一定量的六亚甲基四胺后进行充分搅拌；
[0026]
3)然后，将混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬中，将所得溶液进行水热反应，水热反应后，自然冷却至室温，离心、洗涤以及干燥，产物即为bi2o2co3；
[0027]
4)将一定量的bi2o2co3均匀分散在水中，加入fecl3，将所得溶液再次进行水热反应，水热反应后，将其产物自然冷却至室温，并且进行离心、洗涤和干燥，即可得到产物bi2o2co3/fe2o3/biocl。
[0028]
需要说明的是，步骤1)中烧杯中加入的适量水为15ml的水，同时，步骤2)中加入一
定六亚甲基四胺后进行搅拌的时间为30min。
[0029]
并且，步骤3)中水热反应为将所得溶液在180℃恒温水中进行热反应24小时，而步骤4)中加入fecl3后所得溶液在160℃恒温水中进行热反应12小时。
[0030]
实施例二：一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031]
1)在烧杯中加入适量水，搅拌条件下，加入一定量的五水合硝酸铋；
[0032]
2)加入一定量的六亚甲基四胺后进行充分搅拌；
[0033]
3)然后，将混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬中，将所得溶液进行水热反应，水热反应后，自然冷却至室温，离心、洗涤以及干燥，产物即为bi2o2co3；
[0034]
4)将一定量的bi2o2co3均匀分散在水中，加入fecl3，将所得溶液再次进行水热反应，水热反应后，将其产物自然冷却至室温，并且进行离心、洗涤和干燥，即可得到产物bi2o2co3/fe2o3/biocl。
[0035]
需要说明的是，步骤1)中烧杯中加入的适量水为10ml的水，同时，步骤2)中加入一定六亚甲基四胺后进行搅拌的时间为20min。
[0036]
并且，步骤3)中水热反应为将所得溶液在180℃恒温水中进行热反应22小时，而步骤4)中加入fecl3后所得溶液在160℃恒温水中进行热反应10小时。
[0037]
实施例三：一种bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0038]
1)在烧杯中加入适量水，搅拌条件下，加入一定量的五水合硝酸铋；
[0039]
2)加入一定量的六亚甲基四胺后进行充分搅拌；
[0040]
3)然后，将混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬中，将所得溶液进行水热反应，水热反应后，自然冷却至室温，离心、洗涤以及干燥，产物即为bi2o2co3；
[0041]
4)将一定量的bi2o2co3均匀分散在水中，加入fecl3，将所得溶液再次进行水热反应，水热反应后，将其产物自然冷却至室温，并且进行离心、洗涤和干燥，即可得到产物bi2o2co3/fe2o3/biocl。
[0042]
需要说明的是，步骤1)中烧杯中加入的适量水为20ml的水，同时，步骤2)中加入一定六亚甲基四胺后进行搅拌的时间为40min。
[0043]
并且，步骤3)中水热反应为将所得溶液在180℃恒温水中进行热反应26小时，而步骤4)中加入fecl3后所得溶液在160℃恒温水中进行热反应14小时。
[0044]
测试例：将实施例一制得到的bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂、纯相的bi2o2co3，降解含有rhb的废水溶液。
[0045]
称取样品0.1g，分别加入200mlrhb水溶液，其中rhb浓度都7.5mg/l，先避光搅拌30min，使染料在催化剂表面达到吸附/脱附平衡，然后开启氙灯光源在紫外光照射下进行光催化反应，上清液用分光光度计检测，根据lambert
–
beer定律，有机物特征吸收峰强度的变化，可以定量计算其浓度变化，当吸光物质相同、厚度相同时，可以用吸光度的变化直接表示溶液浓度的变化，因为rhb在554nm处有一个特征吸收峰，所以可以利用吸光度的变化来衡量溶液中rhb的浓度变化。如图3所示(横坐标：紫外光照射时间；纵坐标：经过紫外光照射一段时间后测量的rhb浓度值与rhb的初始浓度)可以看出我们合成的bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂的活性，相较于纯相的bi2o2co3提高了2.7倍。
[0046]
需要注意到是，由图1可见，实施例一制备的产品分别与bi2o2co3标准卡(jcpds:84-1752)，fe2o3标准卡(jcpds:79-0007)与biocl标准卡(jcpds:82-0485)一致，实施例一制备产品分别是纯相的bi2o2co3和bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂。
[0047]
同时，由图2可见，实施例一所制备产品的晶格条纹分别对应fe2o3的(006)面，biocl的(203)面以及bi2o2co3的(161)面，实施例一制备出bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂。
[0048]
并且，由图3可见，bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂能有效催化降解rhb染料废水溶液，并且活性优于纯相bi2o2co3催化剂。
[0049]
本发明的有益效果是：
[0050]
该bi2o2co3/fe2o3/biocl三元异质结光催化剂的制备方法，本发明通过简单的原位水热法制备了三元bi2o2co3/fe2o3/biocl，与bi2o2co3比较，本发明所合成的bi2o2co3/fe2o3/biocl的光催化活性提高了2.7倍，同时，本发明的制备方法简单，光催化活性高，具有良好的应用前景，并且，本发明的bi2o2co3/fe2o3/biocl光催化剂材料，其制作方法简易、成本低廉、重现性，紫外光下能够很好降解罗丹明b(rhb)废水溶液。
[0051]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。