CN104525225A - 一种卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，属于可见光光催化剂制备领域；本发明所述方法将硝酸铋溶解在硝酸溶液中，用碱液调节pH，搅拌，过滤，洗涤，干燥，高温300-600℃煅烧3-10小时，制得黄色氧化铋；制得的氧化铋加入适量一定浓度的盐酸、氢溴酸或者氢碘酸，超声反应后离心分离，之后在恒温50-100℃下干燥4-10小时即为卤氧化铋/氧化铋光催化剂；本发明方法在室温，常压下即可以实行，设备简单易操作，且可以投入到实际应用中，在工业生产中具有潜在的应用。制备的卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂有效的解决了光生电子和载流子复合率高的问题，大大的提高了光催化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，属于可见光光催化剂制备领域。
背景技术
随着社会和经济飞速进步发展以及人口的剧烈膨胀，人类社会对能源的需求大幅度增长，而全球性环境问题也日益显著。各种有毒/有害污染物在空气、土壤和水等环境中不断积蓄、迁移和转化，严重破坏了生态平衡，也危害着人类的生命与健康。因此对环境污染的有效控制与治理是关系到人类社会是否能继续生存发展的关键问题之一。为了同时解决能源危机和环境污染这两大世纪难题，我们必须寻找一种无污染和经济的替代能源。科学家们用不同的半导体材料对太阳能的利用进行了大量的研究；其中，利用太阳能进行的光催化反应在环境治理和能源开发方面受到了普遍关注，光催化材料的研究开发正成为目前国内外研究的热点。人们对Bi2O3催化剂进行了一些探索，但是效果不是很理想，因为实验中单独采用Bi2O3做光催化剂时存在两大缺陷：一是光生电子与光生空穴容易复合，量子效率低；二是Bi2O3在反应过程中不稳定，先由α相变为β相，进而转变为(Bi2O2）CO3。Bi2O3的禁带宽度分布范围较广(2-3.96eV），对于标准氢电极它的导带和价带边分别为0.33 eV和3.13 eV ，禁带宽度为2.8 eV。因此单独利用氧化铋的研究相对较少。BiOX（X=Cl、Br、I）光催化剂因其具有独特的电子结构和能带结构，在光催化降解有机污染物方面表现出优于其它类型半导体的催化降解性能。但单独的BiOX（X=Cl、Br、I）在降解有机污染物时活性较低，同时不同的BiOX（X=Cl、Br、I）在降解相同有机污染物时活性也不同。BiOCl禁带宽度为3.6eV，作为光催化剂主要用于氧化裂解烃类，还可以用作光致发光材料和化妆品的颜料。BiOBr是一种间接半导体材料。它的带系能为2.69eV，且不受合成条件的影响而变化。但BiOBr材料的形貌和结晶度却取决于合成的温度及时间。BiOI的禁带宽度为1.80 eV，BiOI的禁带宽度较窄，容易被可见光激发，相比BiOCl和BiOBr光催化活性较高。
目前已有的制备B2O3和BiOX(X=Cl，Br，I）/ B2O3方法包括：超声化学法，化学沉淀法，甘油辅助水热法，原位水热法和辅助热处理，凝胶结晶转换技术，水热法，盐酸浸渍法，机械研磨法等。
以上报道的方法中，Lisha Zhang的超声化学法：加入了一定量的(PVP）聚乙烯吡咯烷酮，且用氢氧化钠调节pH为11，室温搅拌一段时间后超声75min。邹文的化学沉淀法：加入一定量CTAB和草酸且进行了超声分散。Yi Wang的甘油辅助水热法：加入一定量丙三醇，搅拌10min后快速加入氢氧化钠，搅拌10min后转移至50ml 聚四氟乙烯反应釜中106℃恒温反应6h后冷却至室温，过滤洗涤，60℃下干燥12h。Jungang Hou应用的方法加入一定量苄醇，搅拌后转移至50ml 聚四氟乙烯反应釜中90-240℃恒温反应24h冷却至室温，过滤洗涤，真空干燥，300℃下煅烧5h。S. Iyyapushpam在硝酸铋溶液中加入一定量双蒸馏水和NH4OH，过滤洗涤，采用回流法凝胶结晶转化在80 ℃回流 4小时，制备的Bi(OH）3在600℃下煅烧3h。朱琳将硝酸铋和柠檬酸钠溶解在50mL的去离子水中搅拌3h，氨水溶液加到上述溶液中， 继续搅拌2h。然后分别取25 mL溶液放入到容量为30mL的聚四氟釜芯中，将釜芯放入不锈钢反应釜中密闭封好。放入干燥箱 180℃恒温24 h。反应釜冷却至室 温时，进行过滤，去离子水多次清洗，空气中60℃干燥 5h ，400℃退火2h 得到样品。Seung Yong Chai的盐酸浸渍法在向制备好的氧化铋中加入盐酸的同时加入乙醇溶剂导致盐酸在一定程度上被稀释，盐酸不能直接接触氧化铋得到的BiOCl/Bi2O3效率不高且方法较为繁琐，黄华胜的机械研磨法单纯的采用机械研磨的方法将BiOCl和Bi2O3混合进行研磨，单纯的机械研磨会导致BiOCl和Bi2O3混合不均匀，比例难以有效控制。
鉴于单体BiOBr、BiOCl和Bi2O3光催化剂自身存在的各种缺陷，如果能够形成异质结相互补充彼此的不足，则能够快速的实现光生电子和空穴的分离，从而有效的避免了光生电子和空穴的复合，本发明采用酸浸渍法制备的卤氧化铋/氧化铋异质结在可见光照射下可以高效的降解有机污染物，且该合成方法简单，使用溶剂少，容易实现大规模生产，具有潜在的工业应用价值。
发明内容
本发明针对单一催化剂催化效率低和光生载流子复合率高的问题，提供了一种简单易行且高效的卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，卤氧化铋/氧化铋新型材料具有对环境无污染，合成简单且成本低等优点，能够显著降低光生载流子复合率，提高光催化性能。
本发明所述卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将硝酸铋溶解在硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用碱液调节pH至7，室温下磁力搅拌0.5-2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3-5次，产物在50-100℃下干燥4-10小时，然后高温300-600℃煅烧3-10小时，制得黄色氧化铋；
（2）在步骤（1）制得的氧化铋中加入HX，超声反应0.5-2h，然后离心分离0.5-2h，之后将固体沉淀物质恒温50-100℃干燥4-10小时得到卤氧化铋/氧化铋异质结可见光光催化剂。
本发明步骤（1）所述的调节溶液pH的碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水中的至少一种。
本发明步骤（2）中所述的HX盐酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种，其中盐酸的浓度为36%-38%，氢溴酸的浓度为30%-50%，氢碘酸的浓度为30%-60%。
本发明步骤（2）中所述盐酸与氧化铋的摩尔比为0.1-1.2:1，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为0.1-1.2:1，氢碘酸与氧化铋的摩尔比0.1-1.2:1。
本发明的有益效果是
（1）本发明所述方法简单易操作，不使用表面活性剂，室温合成能耗少，所用试剂和设备少且试剂廉价易得，合成时间短，可以投入到实际应用中，单纯的应用酸浸渍B2O3而不加其他溶剂制备卤氧化铋/氧化铋还未见报道；
（2）本发明所述方法制备的卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂有效的解决了光生电子和载流子复合率高的问题，大大的提高了光催化性能；
（3）本发明所述方法制备的卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂在可见光照射下30min降解率高于99%。
附图说明
图1为实施例2-7光催化剂氯氧化铋/氧化铋与单一氯氧化铋、氧化铋对罗丹明B降解率的比较；
图2为实施例8-13光催化剂溴氧化铋/氧化铋异质结与单一溴氧化铋，氧化铋对罗丹明B降解率的比较；
图3为实施例14-18光催化剂碘氧化铋/氧化铋异质结与单一溴氧化铋，氧化铋对罗丹明B降解率的比较；
图4是实施例1及实施例3-6氯氧化铋/氧化铋的扫描电镜图；
图5为染料罗丹明B的结构图；
图6是实施例1制备的氧化铋与实施例3-5氯氧化铋/氧化铋的X射线粉末衍射仪图；
图7是实施例1制备的氧化铋与实施例9溴氧化铋/氧化铋异质结的X射线粉末衍射仪图；
图8是实施例1制备的氧化铋与实施例8、9、12溴氧化铋/氧化铋异质结的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
（1）称取一定量的Bi(NO3）3·5H2O放入盛有75ml乙二醇的聚四氟乙烯内衬胆，经磁力搅拌器搅拌0.5h后放入一定量的KCl，再搅拌0.5h后移入高压反应釜中，置于烘箱内，设定温度反应一段时间，自然冷却至室温，抽滤收集产物，并用去离子水和无水乙醇交替洗涤三次，在烘箱中100℃下干燥2h，得灰白色产物BiOCl。
（2）称取Bi：Br摩尔比为1：1的Bi(NO3）3·5H2O和KBr，Bi(NO3）3·5H2O放入盛有75ml乙二醇的聚四氟乙烯反应内衬中，经磁力搅拌器搅拌0.5h后加入KBr，再搅拌0.5h后移入高温反应釜中，置于烘箱内，在设定温度下恒温加热一定时间，自然冷却至室温，水循环真空泵抽滤，收集产物，并用去离子水和无水乙醇交替洗涤三次，在烘箱中100℃下干燥2h，得灰白色产物BiOBr。
（3）称取一定量的Bi(NO3）3·5H2O放入盛有75ml乙二醇的聚四氟乙烯内衬胆，经磁力搅拌器搅拌0.5h后放入一定量的KI，再搅拌0.5h后移入高压反应釜中，置于烘箱内，设定温度反应一段时间，自然冷却至室温，抽滤收集产物，并用去离子水和无水乙醇交替洗涤三次，在烘箱中100℃下干燥2h，得灰白色产物BiOI。
（4）将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌0.5小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次，产物在80℃下干燥4小时，然后500℃高温煅烧5小时，制得黄色氧化铋，扫描电镜图如图4（a）所示。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制催化剂的光催化活性：0.05g催化剂样品分散于40 mL 浓度为2×10-5mol/L的罗丹明B水溶液中；光照前，样品先在避光条件下磁力搅拌30 min 以达到吸附-脱附平衡，取初始样；光照开始后，每隔10 min 取反应液样品3 mL， 并用滤膜去除催化剂，滤液通过用紫外可见分光光度计在RhB的特征吸收波长(553 nm）处测定吸光度，通过罗丹明标准曲线可以确定罗丹明B的浓度。光照30min，氯氧化铋和氧化铋在相同条件下对罗丹明B的降解率分别为57.84%、46.20%；在可见光照射下20min，溴氧化铋和氧化铋在相同条件下对罗丹明B的降解率分别为56.13%、36.19%，在可见光照射下20min，碘氧化铋和氧化铋在相同条件下对罗丹明B的降解率分别为50.13%、36.19%。
实施例2
(1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌1.2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，产物在50℃下干燥10小时，然后300℃高温煅烧10小时，制得黄色氧化铋。
(2）将0.0143mL，浓度为37%的盐酸加入到0.4g制得的氧化铋中，盐酸与氧化铋的摩尔比为0.1:1，超声反应0.5小时，转为离心1小时（转速为4000r/min），之后在恒温50℃下干燥10小时，制得氯氧化铋/氧化铋光催化剂，标记为（0.1BiOCl/Bi2O3）。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.1BiOCl/Bi2O3的光催化活性：0.05g催化剂0.1BiOCl/Bi2O3样品分散于40 mL 浓度为2×10-5mol/L的罗丹明B水溶液中；光照前，样品先在避光条件下磁力搅拌30 min 以达到吸附-脱附平衡，取初始样；光照开始后，每隔10 min 取反应液样品3 mL， 并用滤膜去除催化剂，滤液通过用紫外可见分光光度计在RhB的特征吸收波长(553 nm）处测定吸光度，通过罗丹明标准曲线可以确定罗丹明B的浓度；光照30min，降解率为52.14%。
实施例3
(1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤5次，产物在100℃下干燥7小时，然后600℃高温煅烧3小时，制得黄色氧化铋。
(2）将0.043mL，浓度为37%的盐酸加入到0.4g制得的氧化铋中，盐酸与氧化铋的摩尔比为0.3:1，超声反应2小时，转为离心2小时（转速为4000r/min），之后在恒温100℃下干燥4小时，制得氯氧化铋/氧化铋光催化剂，标记为（0.3BiOCl/Bi2O3），扫描电镜图如图4（b）所示，与图4（a）相比较会发现Bi2O3的表面会***糙。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.3BiOCl/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例2相同，光照30min，降解率为66.78%。
实施例4
(1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌0.5小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次，产物在80℃下干燥4小时，然后500℃高温煅烧5小时，制得黄色氧化铋。
(2）将0.071mL，浓度为37%的盐酸加入到0.4g制得的氧化铋中，盐酸与氧化铋的摩尔比为0.5:1，超声反应1小时，转为离心0.5小时（转速为4000r/min），之后在恒温80℃下干燥8小时，制得氯氧化铋/氧化铋光催化剂，标记为（0.5BiOCl/Bi2O3），扫描电镜图如图4（c）所示，在0.3BiOCl/Bi2O3的基础上表面更加粗糙。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.5BiOCl/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例2相同，光照30min，降解率为88.41%。
实施例5
其余步骤与实施例4相同，不同在于步骤（2）中将0.099mL，浓度为37%的盐酸加入到0.4g制得的氧化铋中，盐酸与氧化铋的摩尔比为0.7:1，本实施例制得的氯氧化铋/氧化铋光催化剂，标记为（0.7BiOCl/Bi2O3），扫描电镜图如图4（d），当盐酸和氧化铋的摩尔比为0.7:1时，BiOCl/Bi2O3异质结表面呈现花状，比表面积增大更加有利于光催化剂对污染物的吸附；
实施例3-5氯氧化铋/氧化铋的X射线粉末衍射图如图6所示，在27.29。出现的衍射峰为纯相Bi2O3的主峰，25.88。出现的衍射峰为纯相BiOCl的主峰；BiOCl/Bi2O3复合物中随着BiOCl成分的增加，Bi2O3的衍射峰逐渐降低，而BiOCl的衍射峰逐渐增强。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.7BiOCl/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例2相同，光照30min，降解率为99.35%。
实施例6
其余步骤与实施例4相同，不同在于步骤（2）中将0.143mL，浓度为37%的盐酸加入到0.4g制得的氧化铋中，盐酸与氧化铋的摩尔比为1:1，本实施例制得的氯氧化铋/氧化铋光催化剂，标记为（1.0BiOCl/Bi2O3），扫描电镜图如图4（e）所示，当BiOCl与Bi2O3摩尔比为1:1时，刚好生成片状BiOCl，单纯的BiOCl光催化活性不及BiOCl/Bi2O3异质结。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂1.0BiOCl/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例2相同，光照30min，降解率为75.98%。
实施例7
其余步骤与实施例4相同，不同在于步骤（2）中将0.2145mL，浓度为37%的盐酸加入到0.4g制得的氧化铋中，盐酸与氧化铋的摩尔比为1:1，本实施例制得的氯氧化铋/氧化铋光催化剂，标记为（1.5BiOCl/Bi2O3）。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂1.5BiOCl/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例2相同，光照30min，降解率为67.36%。
实施例8
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌1.2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，产物在50℃下干燥10小时，然后300℃高温煅烧10小时，制得黄色氧化铋。
（2）将0.0252mL，浓度为40%的氢溴酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为0.1:1，超声反应0.5小时，转为离心1小时（转速为4000r/min），之后在恒温50℃下干燥10小时，制得溴氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（0.1BiOBr/Bi2O3），扫描电镜图如图8（b）所示，由于氢溴酸加入的量少，氧化铋表面出现轻微的腐蚀痕迹，BiOBr/Bi2O3异质结的光催化活性得到些改善。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.1BiOBr/Bi2O3的光催化活性：0.050g催化剂样品分散于40 mL 浓度为2×10-5mol/L的罗丹明B水溶液中。光照前，样品先在避光条件下磁力搅拌30 min 以达到吸附-脱附平衡，取初始样；光照开始后，每隔5 min 取反应液样品3 mL， 并用滤膜去除催化剂，滤液通过用紫外可见分光光度计在RhB的特征吸收波长(553 nm）处测定吸光度，通过罗丹明标准曲线可以确定罗丹明B的浓度。光照20min，降解率为69.38%。
实施例9
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤5次，产物在100℃下干燥7小时，然后600℃高温煅烧3小时，制得黄色氧化铋。
（2）将0.0756mL，浓度为40%的氢溴酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为0.3:1，超声反应2小时，转为离心2小时（转速为4000r/min），之后在恒温100℃下干燥4小时，制得溴氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（0.3BiOBr/Bi2O3），扫描电镜图如图8（c）所示，当氢溴酸与氧化铋的摩尔比为0.3:1时，BiOBr/Bi2O3异质结的结合方式和表面粗糙程度最有利于光催化降解有机污染物，本实施例制备得到的溴氧化铋/氧化铋异质结的X射线粉末衍射图如图7所示，随着BiOBr/Bi2O3复合物中随着BiOBr成分的增加，Bi2O3的衍射峰逐渐降低，而BiOBr的衍射峰逐渐增强。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.3BiOBr/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例8相同，光照20min，降解率为99.43%。
实施例10
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌1.6小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次，产物在65℃下干燥8小时，然后400℃高温煅烧6小时，制得黄色氧化铋。
(2）将0.1765mL，浓度为40%的氢溴酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为0.7:1，超声反应1.5小时，转为离心1.5小时（转速为4000r/min），之后在恒温80℃下干燥8小时，制得溴氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（0.7BiOBr/Bi2O3）
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.7BiOBr/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例8相同，光照20min，降解率为88.89%。
实施例11
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌0.5小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次，产物在80℃下干燥4小时，然后500℃高温煅烧5小时，制得黄色氧化铋。
（2）将0.2521mL，浓度为40%的氢溴酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为1:1，超声反应1小时，转为离心0.5小时（转速为4000r/min），之后在恒温80℃下干燥8小时，制得溴氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（1.0BiOBr/Bi2O3）
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂1.0BiOBr/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例8相同，光照20min，降解率为90.21%。
实施例12
其余步骤与实施例11相同，不同在于步骤（2）中将0.3025mL，浓度为40%的氢溴酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为1.2:1，制得溴氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（1.2BiOBr/Bi2O3），扫描电镜图如图8（d）所示，过量的氢溴酸会将氧化铋完全转化为BiOBr，导致光催化活性低于异质结BiOBr/Bi2O3。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂1.2BiOBr/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例8相同，光照20min，降解率为82.45%。
实施例13
其余步骤与实施例11相同，不同在于步骤（2）中将0.3782mL，浓度为40%的氢溴酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为1.5:1，制得溴氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（1.5BiOBr/Bi2O3）。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂1.5BiOBr/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例8相同，光照20min，降解率为60.15%。
实施例14
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌1.2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，产物在50℃下干燥10小时，然后300℃高温煅烧10小时，制得黄色氧化铋。
（2）将0.0227mL，浓度为57%的氢碘酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢碘酸与氧化铋的摩尔比为0.1:1，超声反应0.5小时，转为离心1小时（转速为4000r/min），之后在恒温50℃下干燥10小时，制得碘氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂。标记为（0.1BiOI/Bi2O3）
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.1BiOI/Bi2O3的光催化活性：0.05g催化剂样品分散于40 mL 浓度为2×10-5mol/L的罗丹明B水溶液中；光照前，样品先在避光条件下磁力搅拌30 min 以达到吸附-脱附平衡，取初始样；光照开始后，每隔5min 取反应液样品3 mL， 并用滤膜去除催化剂，滤液通过用紫外可见分光光度计在RhB的特征吸收波长(553 nm）处测定吸光度，通过罗丹明标准曲线可以确定罗丹明B的浓度。光照20min，降解率为36.19%。
实施例15
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤5次，产物在100℃下干燥7小时，然后600℃高温煅烧3小时，制得黄色氧化铋。
（2）将0.1135mL，浓度为57%的氢碘酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢碘酸与氧化铋的摩尔比为0.5:1，超声反应2小时，转为离心2小时（转速为4000r/min），之后在恒温100℃下干燥4小时，制得碘氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂。标记为（0.5BiOI/Bi2O3）
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.5BiOI/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例14相同，光照20min，降解率为99.84%。
实施例16
（1） 将10mmol硝酸铋溶解在40mL，4mol/L的硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用100mL，1.9mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7，室温下磁力搅拌0.5小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次，产物在80℃下干燥4小时，然后500℃高温煅烧5小时，制得黄色氧化铋。
（2）将0.1589mL，浓度为57%的氢碘酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢碘酸与氧化铋的摩尔比为0.7:1，超声反应1小时，转为离心0.5小时（转速为4000r/min），之后在恒温80℃下干燥8小时，制得碘氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（0.7BiOI/Bi2O3）。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.7BiOI/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例14相同，光照20min，降解率为86.90%。
实施例17
其余步骤与实施例11相同，不同在于步骤（2）中将0.0.2043mL，浓度为57%的氢碘酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢碘酸与氧化铋的摩尔比为0.9:1，制得碘氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂；标记为（0.9BiOI/Bi2O3）。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂0.9BiOI/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例14相同，光照20min，降解率为92.21%。
实施例18
其余步骤与实施例11相同，不同在于步骤（2）中将0.3405mL，浓度为57%的氢碘酸加入到0.4g制得的氧化铋中，氢碘酸与氧化铋的摩尔比为1.5:1，制得碘氧化铋/氧化铋异质结可见光催化剂，标记为（1.5BiOI/Bi2O3）。
以降解罗丹明B为模型反应考察所制备复合光催化剂1.5BiOI/Bi2O3的光催化活性，评价条件与实施例14相同，光照20min，降解率为70.38%。
Claims (4)
1.一种卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）按摩尔比1:16的比例将硝酸铋溶解在硝酸溶液中，充分搅拌至溶解，用碱液调节pH至7，室温下磁力搅拌0.5-2小时，过滤，用无水乙醇和蒸馏水洗涤3-5次，产物在50-100℃下干燥4-10小时，然后高温300-600℃煅烧3-10小时，制得黄色氧化铋；
（2）在步骤（1）制得的氧化铋中加入HX，超声反应0.5-2h，然后离心分离0.5-2h，之后将固体沉淀物质恒温50-100℃干燥4-10小时得到卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂。
2.根据权利要求1所述的卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的调节溶液pH的碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的HX盐酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种，其中盐酸的浓度为36%-38%，氢溴酸的浓度为30%-50%，氢碘酸的浓度为30%-60%。
4.根据权利要求1所述卤氧化铋/氧化铋可见光光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述盐酸与氧化铋摩尔比为0.1-1.2:1，氢溴酸与氧化铋的摩尔比为0.1-1.2:1，氢碘酸与氧化铋的摩尔比0.1-1.2:1。
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