CN110876952A - 一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种Pt负载的BMO@g‑C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用，Pt负载的BMO@g‑C3N4复合光催化剂的载体为BMO@g‑C3N4复合材料，活性中心为铂纳米粒子；Pt负载的BMO@g‑C3N4复合光催化剂中，Pt的质量分数为0.01～0.2％，g‑C3N4的质量分数为4～30％，BMO的质量分数为69.8～95.8％。本发明提供的复合光催化剂具有超低贵金属含量，成本低廉，原材料来源广泛，且与环境兼容性好，适用范围广，能在室温日光灯照射下催化降解甲醛。

Description

一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及室内空气治理和净化领域，特别涉及一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
现代建筑物，尤其是那些具有高能源效率的建筑物如写字楼、医院、学校等，通常其通风设施的不完备导致其通风效率较差，因此在室内空气质量方面存在较大的安全隐患，而这可能会严重影响到这些建筑物内居住者的身体健康。甲醛是一种常见的室内空气污染物，其对人体具有较大的危害，严重时可致人死亡。甲醛来源有许多，包括木制家具、粘合剂和装饰装修材料等。在过去的几十年中，对于苯和氡这两种可致癌的室内空气污染物的治理已经很有成效，但甲醛仍旧是影响室内空气质量的主要危害因素。因此，在现代社会中，对室内空气中的甲醛进行净化处理，提高室内空气质量，对人类的生活有着极其重要的意义。
目前，在治理和净化室内空气方面，尤其是在去除室内空气中的甲醛方面有多种方法和途径，较为成熟的方法有：吸附(包括物理吸附和化学吸附)，生物吸收，热催化分解以及光催化氧化降解。通过物理或化学途径吸附甲醛来去除室内空气中的甲醛，不仅需要提供额外的设备，而且成本较高；通过生物途径来净化室内空气中的甲醛，一方面需要大量对甲醛具有良好吸收作用的植株来净化空气，而这不仅会占用室内空间来摆放绿色植株，而且维护的费用相对较高，另一方面，生物途径净化室内空气时效相对极为漫长；通过热催化分解甲醛以达到净化室内空气的目的，则不仅需要提供额外的供热设备，而且需要消耗过多的能源；而光催化分解室内空气中的甲醛则不失为一种好的选择和途径，首先光催化剂处理室内空气中的甲醛不仅能够有效利用室内的光能，而且不需要提供额外的能量和特殊的装置就能够达到净化室内空气的目的。因此，在室温下对可见光响应的光催化剂则受到了广大科研工作者的极大关注。其中，高效、稳定、无毒无害、便于回收利用同时成本低廉的催化剂的设计研发和制备是室温可见光照射下降解甲醛的关键影响因素。目前室温下对甲醛具有较好催化效果的催化剂是负载贵金属型复合催化剂。相当多的研究及科研成果表明，催化剂结构、微观形貌以及材料表面所具有的极性基团如表面羟基是影响负载贵金属型催化剂催化活性的主要影响因素。催化剂大致可以分为金属氧化物如ZnO、Al2O3、CeO2、MnO2及部分复合氧化物，非金属化合物如g-C3N4及其与金属氧化物的复合材料如g-C3N4/ZnO等，此类催化剂只有在特定的条件和额外提供能源时才能达到高效净化室内空气中甲醛的效果。因此，设计和制备成本低廉、制备工艺简洁、无毒无害、便于回收利用和环境友好型催化剂具有重大的研究意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用，解决现有技术中现有的催化剂制备过程复杂、需在一定条件下才能发挥作用的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明提供了第一解决方案：一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂，上述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的载体为BMO@g-C3N4复合材料，活性中心为铂纳米粒子；上述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂中，Pt的质量分数为0.01～0.2％，g-C3N4的质量分数为4～30％，BMO的质量分数为69.8～95.8％。
本发明提供了第二解决方案：一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
制备超声剥离g-C3N4材料；制备BMO@g-C3N4复合材料；制备Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
本发明第二解决方案中提供的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法用于制备本发明第一解决方案中提供的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
本发明提供了第三解决方案：一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的应用，本发明Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂应用于催化降解甲醛，采用本发明第一解决方案中的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用，所得复合光催化剂具有超低贵金属含量，成本低廉，原材料来源广泛，且与环境兼容性好，适用范围广，能在室温日光灯照射下催化降解甲醛。
附图说明
图1是实施例3、对比例1和对比例2所得的复合光催化剂的XRD图；
图2是实施例3所得复合光催化剂的SEM图；
图3是甲醛催化氧化试验装置图；
图4是实施例3、对比例3、对比例4所得的复合光催化剂的室温甲醛去除率-时间图；
图5是实施例3、对比例3、对比例4所得的复合催化剂的二氧化碳产量-时间图；
图3中：1红外光声谱气体检测仪、2电脑、3有机玻璃反应器、31进气孔、32甲醛溶液注射孔、33表面皿盖拉线孔、34出气孔、35日光灯管、36箱体前舱门、37表面皿、38箱体侧舱门、39电风扇。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
针对现有技术存在的上述载体的缺陷，以及石墨相氮化碳(g-C3N4)和钼酸铋(BMO)均具有优异的物理化学性质、对可见光响应、制备工艺简单、原料来源廉价丰富，无毒无害以及环境友好等特点。本发明实施例将其选为室温光催化分解甲醛复合催化剂的载体。
对于本发明的第一解决方案，本发明提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂，上述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的载体为BMO@g-C3N4复合材料，活性中心为铂纳米粒子；所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂中，Pt的质量分数为0.01～0.2％，g-C3N4的质量分数为4～30％，BMO的质量分数为69.8～95.8％。
优选的，上述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂中，Pt的质量分数为0.06～0.2％，g-C3N4的质量分数为4～28.8％，BMO的质量分数为71～95.8％。在此范围，室温甲醛去除率更高。其中，上述g-C3N4为水溶性g-C3N4。
对于本发明的第二解决方案，本发明提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S1:制备超声剥离g-C3N4材料。
本步骤S1中，将含碳氮前驱体、钠盐和钾盐分散在水中，得到分散液I；其中，含碳氮前驱体为二氰二胺、三聚氰胺、硫脲中的一种或多种；钠盐为氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种，钾盐为氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种，分散液I中含碳氮前驱体、钠盐、钾盐的摩尔比为(1～4):1:1；优选的，分散液I中，含碳氮前驱体为二氰二胺，钠盐为氯化钠，钾盐为氯化钾，且分散液I中二氰二胺、氯化钠、氯化钾的摩尔比为2:1:1。
将上述分散液I进行水浴处理，随后经蒸干和干燥后，得到g-C3N4前驱体盐；其中，水浴的温度为70～90℃，优选为80℃；水浴处理过程在搅拌条件下进行；干燥的温度为60～80℃，干燥的时间为8～16h，优选的，干燥温度为70℃，干燥的时间为12h。
将上述g-C3N4前驱体盐进行煅烧，得到g-C3N4粗产物；其中，煅烧的温度为550～650℃，煅烧的时间为2～4h，煅烧过程中，升温速率为2℃/min。
将上述g-C3N4粗产物加入水中并进行超声分散，随后经过滤、洗涤、浓缩和干燥后得到超声剥离g-C3N4；其中，上述超声分散的时间为2～4h，优选的为3h；上述过滤过程为将经超声分散后得到的悬浮液静置后过滤，得到滤液；上述浓缩过程为将过滤液浓缩后用乙醇的水溶液稀释后再次浓缩，得到浓缩液；上述洗涤过程为将浓缩液进行洗涤，具体的，洗涤过程中，所用洗涤溶剂为乙醇和水的混合溶液，且乙醇和水的体积比为1：(1～5)，优选为1:3；上述干燥过程前还需将洗涤后的滤液进行浓缩，便于干燥过程的顺利进行，干燥的温度为60～80℃，干燥的时间为8～16h，优选的，干燥温度为70℃，干燥的时间为12h。
S2:制备BMO@g-C3N4复合材料。
本步骤S2中，将铋盐和钼盐分别均匀分散在第一溶剂中，混合后加入第二溶剂得到溶液I；其中，分散的时间为0.2～0.8h；上述分散过程在搅拌的条件下进行；铋盐为硝酸铋、氯化铋、硫酸铋中的一种或多种，钼盐为钼酸钠、钼酸钾、钼酸镁中的一种或多种，第一溶剂为乙二醇、甘油、水、乙醇中的一种或多种；溶液I中铋盐的浓度为0.025～0.05mol/L，钼盐的浓度为0.01～0.025mol/L；优选的，铋盐为硝酸铋，钼盐为二水钼酸钠，第一溶剂为乙二醇。
将超声剥离g-C3N4超声分散到上述溶液I中，得到溶液Ⅱ；其中，超声剥离g-C3N4在溶液Ⅱ中的质量浓度为0.5～4g/L，上述超声分散的时间为0.3～1.5h。
将上述溶液Ⅱ进行水热处理，经离心、洗涤和干燥后得到BMO@g-C3N4复合材料；其中，上述混合过程在搅拌的条件下进行，上述水热处理的温度为120～200℃，水热处理的时间为8～12h，优选的，水热处理的温度为160～200℃，水热处理的时间为10～12h。
S3:制备Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
本步骤S3中，将上述BMO@g-C3N4复合材料分散到水中，得到分散液Ⅱ；其中，分散液Ⅱ中BMO@g-C3N4复合材料的质量浓度为10～40g/L，分散的时间为0.15～0.3h，分散在搅拌的条件下进行。
向上述分散液Ⅱ中加入铂前驱体溶液，混合均匀后得到混合液；其中，铂前驱体为氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸钠中的一种，铂前驱体溶液的质量分数为0.8～2％；上述混合的时间为0.3h～0.6h，混合在搅拌的条件下进行。将还原剂和碱分散到水中，配制成碱性还原溶液；其中，还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾中的一种或多种，碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡中的一种或多种；还原剂在碱性还原液中的浓度为0.2～1mol/L，碱在碱性还原液中的浓度为0.1～0.5mol/L，还原剂和碱的摩尔比为(2～5):1。
向上述混合液中加入碱性还原溶液并搅拌，随后经离心、洗涤和干燥后，得到Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
本发明第二解决方案中提供的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法用于制备本发明第一解决方案中提供的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
本发明第三解决方案中提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的应用，上述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂应用于催化降解甲醛，采用本发明第一解决方案中的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
实施例1～6
实施例1～6分别提供了6种不同的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂，通过以下步骤得到：
(1)制备超声剥离g-C3N4材料：
将5.90g二氰二胺、2.05g氯化钠以及2.61g氯化钾(三者摩尔比为2:1:1)溶解在200mL的水中，得到分散液I；在80℃下水浴处理溶液蒸干溶剂，得到混合盐固体，混合盐固体在70℃下干燥过夜，得到g-C3N4前驱体盐；将g-C3N4前驱体盐研磨并取适量加入到洁净坩埚中，然后在600℃下煅烧处理2h(升温速率为2℃/min)，得到g-C3N4的粗产品；将g-C3N4粗产品溶解在水中，超声处理3h，用砂芯漏斗过滤，取滤液弃沉淀，然后使用旋转蒸发仪在80℃下对滤液进行浓缩处理，随后向浓缩液中加入200ml体积比为1:3的乙醇和水的混合溶液洗涤，继续在80℃下继续进行浓缩，随后将浓缩液在70℃下干燥过夜，得到超声剥离g-C3N4材料。
(2)制备BMO@g-C3N4复合材料：
将0.63g五水硝酸铋和0.16g二水钼酸钠分别溶解于5mL乙二醇中，经磁力搅拌0.5h后，将钼酸钠的乙二醇溶液与硝酸铋的乙二醇溶液混合，继续搅拌5min，随后加入30ml无水乙醇，继续搅拌10min，得到溶液I；将超声剥离g-C3N4溶解在溶液I中，超声分散0.3h，得到溶液Ⅱ；将溶液Ⅱ转移至反应釜中，在180℃下水热反应10h，经离心、洗涤和干燥后，得到BMO@g-C3N4复合材料。
(3)制备Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂：
取0.4gBMO@g-C3N4复合材料分散到20mL蒸馏水中，经磁力搅拌0.15～0.3h，得到分散液Ⅱ；向分散液Ⅱ中加入一定体积的质量分数为1％的氯铂酸溶液，继续搅拌0.5h，得到混合液；将NaBH4和NaOH分散到5mL水中，得到碱性还原溶液；其中，NaBH4和NaOH的浓度分别为0.5mol/L和0.1mol/L；将上述混合液加入上述碱性还原溶液中，继续搅拌0.5h，随后经离心、洗涤和干燥后，得到Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
实施例1～6中得到的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂各组分的含量见表1。
表1
Figure BDA0002271855290000081
Figure BDA0002271855290000091
对比例1
本对比例提供了一种Pt/g-C3N4复合光催化剂，采用如下步骤：
(1)制备超声剥离g-C3N4材料：
将5.90g二氰二胺、2.05g氯化钠以及2.61g氯化钾(三者摩尔比为2:1:1)溶解在200mL的水中，得到分散液I；在80℃下水浴处理溶液蒸干溶剂，得到混合盐固体，混合盐固体在70℃下干燥过夜，得到g-C3N4前驱体盐；将g-C3N4前驱体盐研磨并取适量加入到洁净坩埚中，然后在600℃下煅烧处理2h(升温速率为2℃/min)，得到g-C3N4的粗产品；将g-C3N4粗产品溶解在水中，超声处理3h，用砂芯漏斗过滤，取滤液弃沉淀，然后使用旋转蒸发仪在80℃下对滤液进行浓缩处理，随后向浓缩液中加入200ml体积比为1:3的乙醇和水的混合溶液洗涤，继续在80℃下继续进行浓缩，随后将浓缩液在70℃下干燥过夜，得到超声剥离g-C3N4材料。
(2)制备Pt/g-C3N4复合光催化剂：
取0.4g超声剥离g-C3N4材料分散到20mL蒸馏水中，经磁力搅拌0.15～0.3h，得到分散液Ⅱ；向分散液Ⅱ中加入0.1ml质量分数为1％的氯铂酸溶液，继续搅0.5h，得到混合液；其中，氯铂酸中的铂元素占复合催化剂的质量百分数为0.08％；将NaBH4和NaOH分散到5mL水中，得到碱性还原溶液；其中，NaBH4和NaOH的浓度分别为0.5mol/L和0.1mol/L；将上述混合液加入上述碱性还原溶液中，继续搅拌0.5h，随后经离心、洗涤和干燥后，得到Pt/g-C3N4复合光催化剂。
对比例2
本对比例提供了一种Pt/BMO复合光催化剂，采用如下步骤：
(1)制备BMO纳米材料：
将0.63g五水硝酸铋和0.16g二水钼酸钠分别溶解于5mL乙二醇中，经磁力搅拌0.5h后，将钼酸钠的乙二醇溶液与硝酸铋的乙二醇溶液混合，继续搅拌5min，随后加入30ml无水乙醇，继续搅拌10min，得到溶液I；将溶液I转移至反应釜中，在180℃下水热反应10h，经离心、洗涤和干燥后，得到BMO纳米材料。
(2)制备Pt/BMO复合光催化剂：
取0.4gBMO纳米材料分散到20mL蒸馏水中，经磁力搅拌0.15～0.3h，得到分散液Ⅱ；向分散液Ⅱ中加入0.1ml质量分数为1％的氯铂酸溶液，继续搅0.5h，得到混合液；其中，氯铂酸中的铂元素占复合催化剂的质量百分数为0.08％；将NaBH4和NaOH分散到5mL水中，得到碱性还原溶液；其中，NaBH4和NaOH的浓度分别为0.5mol/L和0.1mol/L；将上述混合液加入上述碱性还原溶液中，继续搅拌0.5h，随后经离心、洗涤和干燥后，得到Pt/BMO复合光催化剂。
对比例3
本对比例提供了一种BMO@g-C3N4复合光催化剂，采用如下步骤：
(1)制备超声剥离g-C3N4材料：
将5.90g二氰二胺、2.05g氯化钠以及2.61g氯化钾(三者摩尔比为2:1:1)溶解在200mL的水中，得到分散液I；在80℃下水浴处理溶液蒸干溶剂，得到混合盐固体，混合盐固体在60℃下干燥过夜，得到g-C3N4前驱体盐；将g-C3N4前驱体盐研磨并取适量加入到洁净坩埚中，然后在600℃下煅烧处理2h(升温速率为2℃/min)，得到g-C3N4的粗产品；将g-C3N4粗产品溶解在水中，超声处理3h，用砂芯漏斗过滤，取滤液弃沉淀，然后使用旋转蒸发仪在80℃下对滤液进行浓缩处理，随后向浓缩液中加入200ml体积比为1:3的乙醇和水的混合溶液洗涤，继续在80℃下继续进行浓缩，随后将浓缩液在70℃下干燥过夜，得到超声剥离g-C3N4材料。
(2)制备BMO@g-C3N4复合光催化剂：
将0.63g五水硝酸铋和0.16g二水钼酸钠分别溶解于5mL乙二醇中，经磁力搅拌0.5h后，将钼酸钠的乙二醇溶液与硝酸铋的乙二醇溶液混合，继续搅拌5min，随后加入30ml无水乙醇，继续搅拌10min，得到溶液I；将0.08g超声剥离g-C3N4溶解在溶液I中，超声分散1.5h，得到溶液Ⅱ；将溶液Ⅱ转移至反应釜中，在180℃下水热反应10h，经离心、洗涤和干燥后，得到BMO@g-C3N4复合光催化剂；其中g-C3N4与BMO的质量比为2:10。
对比例4
本对比例提供了一种Pt/TiO2复合光催化剂，采用如下步骤：
取0.4g市售P25(TiO2)分散到20mL蒸馏水中，经磁力搅拌0.15h，得到分散液；向分散液中加入0.1ml质量分数为1％的氯铂酸铂溶液，继续搅拌0.5h，得到混合液，其中，氯铂酸中的Pt元素占复合催化剂的质量百分数为0.08％；将NaBH4和NaOH分散到5mL水中，得到碱性还原溶液；其中，NaBH4和NaOH的浓度分别为0.5mol/L和0.1mol/L；将上述混合液加入上述碱性还原溶液中，继续搅拌0.5h，随后经离心、洗涤和干燥后，得到Pt/TiO2复合光催化剂。
将实施例3、对比例1和对比例2所得的复合催化剂分别进行X射线衍射(X-raydiffraction，XRD)、和扫描电子显微镜(Field-emission scanning electronmicroscopy，SEM)分析，其结果分别如图1和图2所示。
由图1可知，实施例3、对比例1和对比例2所得的复合催化剂具有典型的石墨相氮化碳(g-C3N4)相结构(JCPDS 87-1526)和钼酸铋(BMO)相结构(JCPDS-21-0102)；图2为实施例3所得复合光催化剂的形貌表征，进一步说明了实施例3中所得复合光催化剂为Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
实施例1～6和对比例1～4所得的复合光催化剂分别在室温下进行甲醛催化实验，试验条件如下：
如图3，分别取0.1g实施例1～6和对比例1～4中得到的复合光催化剂，将其均匀摊开并分别分散于直径为14cm的表面皿37中，将该表面皿置于13L的含有一个5W风扇和20W日光灯的有机玻璃反应器中；将质量分数为37％的甲醛溶液注入该有机玻璃反应器内，待甲醛挥发直至浓度平衡时，移去表面皿玻璃盖的同时打开日光灯进行照射，使复合光催化剂在日光灯照射下与甲醛相互接触，甲醛的浓度变化通过多组分气体分析仪(INNOVA airTech Instruments Model 1412i)在线监测。
由图4和图5中可以看出，随着时间的推移，甲醛浓度不断降低，二氧化碳浓度不断上升，甲醛被彻底氧化成二氧化碳和水，说明实施例3、对比例3、对比例4所得的复合光催化剂均具有一定的室温甲醛去除性能；同时，由图4和图5中还能看出，实施例3得到的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的在光测试条件下甲醛去除率明显高于其他两种的复合催化剂的甲醛去除率；此外，图4和图5中还能看出，实施例3得到的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂在黑暗条件下也具有较好的室温甲醛去除性能，从而进一步说明实施例3中的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂具有优异的甲醛去除性能。
实施例1～6和对比例1～4提供的复合光催化剂在室温(15℃)日光灯照射下光催化氧化降解甲醛的活性数据见表2。
表2
Figure BDA0002271855290000131
由表2可知，在室温日光灯照射下，实施例1～6和对比例1～4所得的复合光催化剂均对甲醛表现出了一定的光催化降解活性；同时，在室温日光灯照射下，比较实施例3所得样品的光测试与暗测试的数据，可以看出实施例3所得的复合光催化剂在室温日光灯照射下对于甲醛的光催化活性明显优于暗测试条件下对于甲醛的光催化活性，且实施例3所得的复合光催化剂在室温日光灯照射下二氧化碳生成率大于1，其根本原因在于：在密闭的反应体系中，随着光催化反应持续的进行，吸附于箱体内壁的甲醛不断地解吸附释放进入反应体系，而反应体系中的二氧化碳来源于甲醛的降解，综合比较甲醛浓度的降低和二氧化碳浓度的升高，可以比较得出光催化剂对甲醛催化降解活性的高低。其中，本发明实施例3所得的Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂具有最高的可见光响应活性(甲醛转化为二氧化碳视为甲醛被完全降解)。
将实施例3所得的Pt负载的BMO@g-C3N4复合催化剂对甲醛进行多次重复催化(测试完成后样品密封保存)，其可见光响应活性见表3。
表3
Figure BDA0002271855290000141
由表3可知，实施3所得的Pt负载的BMO@g-C3N4复合材料光催化剂经过多次室温下可见光降解甲醛后，对甲醛的催化降解活性依旧保持在55％以上，表明该复合材料具有较好的物理和化学稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂，所得复合光催化剂具有超低贵金属含量，使所制备的复合光催化剂成本大大降低，且与环境兼容性好，适用范围广；
本发明提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，该方法制备工艺简单、原料来源丰富、成本廉价、无毒无害且环境友好；
本发明提供了一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的应用，所得复合光催化剂在室温日光灯照射下，对甲醛具有极高催化活性，能够将甲醛降解为无毒无害的二氧化碳和水。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂，其特征在于，所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的载体为BMO@g-C3N4复合材料，活性中心为铂纳米粒子；所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂中，所述Pt的质量分数为0.01～0.2％，所述g-C3N4的质量分数为4～30％，所述BMO的质量分数为69.8～95.8％。
2.一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备超声剥离g-C3N4材料；制备BMO@g-C3N4复合材料；制备Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂；
所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法用于制备权利要求1所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
3.根据权利要求2所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备超声剥离g-C3N4材料的过程包括：
将含碳氮前驱体、钠盐和钾盐分散在水中，得到分散液I；
将所述分散液I进行水浴处理，随后经蒸干和干燥后，得到g-C3N4前驱体盐；
将所述g-C3N4前驱体盐进行煅烧，得到g-C3N4粗产物；
将所述g-C3N4粗产物加入水中并进行超声分散，随后经过滤、洗涤、浓缩和干燥后得到超声剥离g-C3N4。
4.根据权利要求3所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述含碳氮前驱体为二氰二胺、三聚氰胺、硫脲中的一种或多种；
所述钠盐为氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种；
所述钾盐为氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种；
所述分散液I中含碳氮前驱体、钠盐、钾盐的摩尔比为(1～4):1:1。
5.根据权利要求2所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备BMO@g-C3N4复合材料的过程包括：
将铋盐和钼盐分别均匀分散在第一溶剂中，混合后加入第二溶剂得到溶液I；
将所述超声剥离g-C3N4超声分散到所述溶液I中，得到溶液Ⅱ；
将所述溶液Ⅱ进行水热处理，经离心、洗涤和干燥后得到BMO@g-C3N4复合材料。
6.根据权利要求5所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述铋盐为硝酸铋、氯化铋、硫酸铋中的一种或多种；
所述钼盐为钼酸钠、钼酸钾、钼酸镁中的一种或多种；
所述第一溶剂为乙二醇、甘油、水、乙醇中的一种或多种；
所述溶液I中铋盐的浓度为0.025～0.05mol/L，钼盐的浓度为0.01～0.025mol/L。
7.根据权利要求5所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述超声剥离g-C3N4在溶液Ⅱ中的质量浓度为0.5～4g/L。
8.根据权利要求2所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的过程包括：
将所述BMO@g-C3N4复合材料分散到水中，得到分散液Ⅱ；
向所述分散液Ⅱ中加入铂前驱体溶液，混合均匀后得到混合液；
将还原剂和碱分散到水中，配制成碱性还原溶液；
向所述混合液中加入所述碱性还原溶液并搅拌，随后经离心、洗涤和干燥后，得到Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂。
9.根据权利要求8所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述分散液Ⅱ中BMO@g-C3N4复合材料的质量浓度为10～40g/L。
10.一种Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂的应用，其特征在于，如权利要求1中所述Pt负载的BMO@g-C3N4复合光催化剂应用于催化降解甲醛。
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