CN112221486A - 一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米片RGO‑花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：氧化石墨烯加入水中，超声分散得到悬浊液A；将硝酸铋、钼酸钠溶于稀硝酸中，得到溶液B；将B加入A，搅拌，加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌，然后进行水热反应；再经过冷却、洗涤、干燥得到纳米片RGO‑花状多层结构Bi2MoO6异质结可见光催化剂样品；本发明用简单有效的一步水热法制备出新型具有特殊结构形貌的纳米片RGO‑花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化材料。
Description
技术领域
本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会的发展，环境污染严重，光催化技术作为一种绿色环保技术，可将环境中的有机物降解，最终生成二氧化碳和水，在能源和环境领域具有很好的应用前景，2-萘酚是工业生产中重要的染料中间体及有机化工原料，有研究表明，长期暴露于2-萘酚可影响人体的血液循环以及对肾脏和肝脏有损伤。
Bi2MOO6是一种典型的具有层状结构的Aurivillius氧化物，独特的层状结构使其具有优异的物理化学性能，例如介电、离子导电、发光以及催化性能，因此在光催化领域受到了广泛的关注。然而Bi2MOO6一些固有缺点，如光生载流子分离效率低，活性位点较少等，使其在实际应用上受到限制。
近年来，研究者通过构建多种不同形貌的Bi2MOO6可见光催化剂来提高其光催化活性，除了调控形貌结构，与Bi2MOO6构建异质结复合可见光催化剂可以显著提高光催化材料的降解效率。还原氧化石墨烯RGO被认为是一种有效的光催化助剂或者载体，因为其拥有较大的比表面积，较强的储存转移电子能力以及优越的电化学稳定性，复合后的样品能带变窄，电子转移速率更高效且对光利用率增强，从而很好地提高了样品的光催化活性。因此，将RGO与Bi2MOO6复合来促进光生载流子的分离，提高光催化性能具有一定的可行性，此外运用异质结可见光催化剂RGO/Bi2MOO6降解水中2-萘酚的研究还未有人报导，开发一种简单有效的方法制备新型具有特殊结构形貌的RGO/Bi2MOO6异质结可见光催化材料，具有重要意义和良好的应用前景。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，该方法工艺简单、能耗小，制备的具有特殊形貌的纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂，其光生电子空穴对生成和转移的速率快，可见光的利用率高，较大的比表面积为反应提供了更多的活性位点，光生电子空穴对的复合率低，且具有良好的稳定性和再利用性，有较好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯加入水中，超声分散，得到悬浊液A；
（2）将硝酸铋、钼酸钠溶于稀硝酸中，得到溶液B；
（3）将全部溶液B逐滴加入全部悬浊液A中，搅拌15-30min，再加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌60-80min，得到悬浊液C；
（4）将悬浊液C转移至水热反应釜中，进行水热反应，得到水热反应产物；
（5）水热反应产物冷却至室温，洗涤、干燥，得到纳米片RGO-花状多层结构Bi2MoO6异质结可见光催化剂样品。
进一步地，所述步骤（1）中氧化石墨烯与水的质量体积比为0.05～0.5：1，超声时间为2~2.5h。
进一步地，所述步骤（2）中硝酸铋与钼酸钠的摩尔比为2~2.5：1。
进一步地，所述步骤（2）中硝酸铋与稀硝酸的摩尔比为 0.01~0.025：1。
进一步地，所述步骤（2）中稀硝酸的摩尔浓度为0.5~5 mol/L。
进一步地，所述步骤（3）中十六烷基三甲基溴化铵与步骤（2）中硝酸铋的质量比为0.05~0.06：1。
进一步地，所述步骤（4）中水热反应的温度为160~165℃，水热反应的时间为24~26h。
进一步地，所述步骤（5）中干燥温度为60~80℃。
进一步地，所述制备方法制得的纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂在降解2-萘酚的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明制备的异质结可见光催化剂中Bi2MOO6为特殊的三维纳米片花状多层结构，与纳米片状Bi2MoO6相比，花状多层结构Bi2MoO6的比表面积是其两倍多，光催化材料的比表面积越大，其表面与反应物反应的活性位点暴露几率越高，同时较高的吸附容量使得光催化降解过程更容易、更快，另外花状多层结构的Bi2MoO6有利于光的多次折射，大大提高了可见光利用率。
（2）本发明采用水热法制备的石墨烯基异质结可见光催化材料RGO/Bi2MoO6，通过一步水热可以将GO还原成RGO同时合成RGO/Bi2MoO6，方法简单、高效，合成的复合材料不仅通过异质结的构建大大抑制了光生电子空穴对的复合，另外还原氧化石墨烯的加入也使比表面积明显提高，增加了活性位点暴露几率，有利于优化光催化降解性能。
（3）本发明制备的异质结可见光复合光催化材料RGO/Bi2MoO6可应用于光催化处理难降解有机物污染物的实验中，在可见光条件下具有优异的化学稳定性和光催化降解性能。
附图说明
图1为Bi2MoO6, RGO, GO 以及不同RGO掺杂量的异质结光催化剂RGO/Bi2MoO6的XRD图谱；
图2为(a) 花状Bi2MoO6, (b) RGO, (c) 0.002-RGO/Bi, (d) 0.004-RGO/Bi, (e)0.008-RGO/Bi, (f) 0.01-RGO/Bi, (g) 0.02-RGO/Bi和(h)纳米片Bi2MoO6的SEM图；
图3为Bi2MoO6（a）低倍放大和（b）高倍放大TEM图谱,（c）0.008-RGO/Bi的TEM图谱;（d）0.008-RGO/Bi的HRTEM图谱；
图4为（a）XPS总谱图；（b）~（d）分别为GO, RGO, Bi2MoO6和0.008-RGO/Bi样品的(b) Bi4f, (c) Mo 3d和 (d) C1s元素谱图；
图5为（a）花状Bi2MoO6 以及纳米片Bi2MoO6与（b）单一RGO、花状Bi2MoO6以及复合样品0.008-RGO/Bi的吸附解吸等温线；
图6为（a）花状Bi2MoO6、纳米片Bi2MoO6、RGO 以及复合RGO/Bi2MoO6样品的紫外漫反射图谱；（b）花状Bi2MoO6与复合RGO/Bi2MoO6样品的禁带宽度图谱；
图7为单一 Bi2MoO6 以及复合RGO/Bi2MoO6样品的（a）荧光光谱以及（b）和（c）荧光寿命；
图8为Bi2MoO6以及不同RGO掺杂量的异质结光催化剂RGO/Bi2MoO6的（a）瞬时光电流响应；（b）电化学阻抗图；
图9为Bi2MoO6, RGO以及不同RGO掺杂量的异质结光催化剂RGO/Bi2MoO6对2-萘酚的吸附图；
图10为花状Bi2MoO6、纳米片Bi2MoO6、RGO 以及复合RGO/Bi2MoO6在可见光条件下降解2-萘酚的（a）光催化活性,（b）动力学曲线和（c）kapp值,（d）0.008-RGO/Bi对2-萘酚的循环降解实验。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中制备的纳米片RGO/花状多层结构Bi2MOO6异质结光催化剂，步骤如下：
（1）称取0.008g氧化石墨烯GO加入40mL超纯水中超声分散2小时，得到悬浊液A；
（2）称取0.9701g硝酸铋（Bi(NO3)3•5H2O）和 0.2415g钼酸钠（Na2MoO4•4H2O）溶于40mL稀硝酸（2.0 M）中，得到溶液B；
（3）接着将B逐滴加入A中，搅拌10分钟后，加入0.05g CTAB，再搅拌60分钟，得到悬浊液C；
（4）将悬浊液C转移入100mL水热反应釜中，在160℃条件下加热24小时，得到水热反应产物；
（5）将水热反应产物冷却至室温，先用乙醇洗涤三次、再用水洗涤三次，60℃下干燥得到纳米片RGO-花状多层结构Bi2MoO6异质结光催化剂样品。
实施例2
其他条件同实施例1，改变氧化石墨烯GO的添加量，检验不同GO添加量对纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结光催化剂性能的影响，氧化石墨烯GO的添加量分别为0.002、0.004、0.008（实施例1）、0.01、0.02g，将以上所得样品分别标记为0.002- RGO/Bi、0.004-RGO/Bi、0.008- RGO/Bi（实施例1）、0.01- RGO/Bi以及0.02- RGO/Bi。
实施例3
对比实施例：
为进行对比，分别制备了花状多层结构Bi2MoO6、纳米片RGO、纳米片Bi2MoO6，制备步骤如下：
花状多层结构Bi2MoO6的制备：称取0.9701g Bi(NO3)3•5H2O和 0.2415g Na2MoO4•4H2O溶于40mL稀硝酸（2.0M）中，搅拌30分钟直至溶液变澄清；再加入0.05g的CTAB搅拌60分钟，溶液变成乳白色悬浊液；将此悬浊液转移入100mL水热反应釜中，在160℃条件下加热24小时；最后冷却至室温，先用乙醇洗涤三次、再用水洗涤三次，60℃下干燥得到花状多层结构Bi2MoO6样品。
纳米片Bi2MoO6的制备：采用花状多层结构Bi2MoO6的制备方法，将反应溶剂由稀硝酸换成超纯水，制得纳米片Bi2MoO6样品。
纳米片RGO的制备：取0.008g GO加入40mL水中，在160℃加热24h，冷却至室温，先用乙醇洗涤三次、再用水洗涤三次，60℃下干燥得到纳米片RGO样品。
实施例4
将实施例1、实施例2和实施例3样品进行表征，分别通过XRD、SEM、TEM、HRTEM进行形貌与结构的表征，通过XPS、BET进行表面结构与性能的表征，通过紫外漫反射、荧光光谱、荧光寿命、光电流以及阻抗进行光电化学性能表征，表征结果见图1至图8。
XRD通常用来分析样品的晶体结构及其物相的纯度。图1中，Bi2MoO6谱图在10.93°、23.52°、28.31°、32.53°、32.64°、36.06°、46.74°、47.12°、55.56°、56.25°以及58.48°的峰分别对应于（020）、（111）、（131）、（200）、（002）、（151）、（202）、（260）、（133）、（191）以及（262）晶面，这与斜方晶型Bi2MoO6标准卡片JCPDS No.21-0102的峰相吻合。将RGO的谱图与GO相比，在2θ=11°处的特征峰消失，而在2θ=25°处出现了一个较宽的特征峰，这说明因为过热的超临界水可以作为还原剂，通过水热方法GO样品成功被还原成RGO。
对于RGO/Bi2MoO6而言，与Bi2MoO6的特征衍射峰相比，RGO复合之后XRD谱图的峰位置没有发生明显变化。只是随着RGO掺杂量的不断增大，异质结光催化剂RGO/Bi2MoO6特征峰强度不断减小。这说明RGO掺杂后，没有影响Bi2MoO6的结构晶型。然而RGO的峰没有在RGO/Bi2MoO6中检测到，可能是由于所复合的质量较低且高度分散。为了进一步证明GO在水热条件下被还原成了RGO，将在XPS表征分析中进行说明。
Bi2MoO6、RGO以及RGO/Bi2MoO6样品的SEM图谱如图2所示，Bi2MoO6的形貌像多个纳米片有规律堆叠成的花状多层结构（图2（a））。从图中，我们还可以看到花状的Bi2MoO6表面平滑且尺寸约1μm左右。在图2（b）和（h）中，RGO呈现出二维纳米薄片状，纳米片状Bi2MoO6由多个薄片杂乱堆叠而成。图2（c）~（g）为不同RGO掺杂量复合样品RGO/ Bi2MoO6的形貌。RGO纳米片缠绕在花状Bi2MoO6表面且Bi2MoO6的形貌仍然保持完好，没有损坏。同时，随着RGO含量的不断增加，Bi2MoO6更加分散。但是RGO含量过多，单位质量中Bi2MoO6含量会减少（图2（f）和（g）），而RGO较少时，Bi2MoO6不能保证和RGO表面充分接触（图2（c）和（d）），其均不利于提高光催化活性。如图2（e）中，Bi2MoO6均匀紧密排布在RGO表面，保证了Bi2MoO6很好的分散且与RGO充分接触，又没有显著降低Bi2MoO6的含量。因此推测0.008-RGO/Bi会具有最优异的光催化性能，这个推测将在后续的光催化降解实验被证实。
图3（a）及（b）分别为不同放大倍数下的Bi2MoO6的TEM谱图，进一步说明了单一的Bi2MoO6是由多层纳米薄片组成的花状多层结构，同时每个花状结构规律的排布。在图3（c）中RGO包裹于Bi2MoO6表面，如轻薄柔软的绸缎，保持了Bi2MoO6原有的的形貌。为了进一步分析复合光催化剂RGO/ Bi2MoO6的晶相和晶格条纹，我们检测了其HRTEM谱图（图3（d））。RGO/Bi2MoO6样品中RGO和Bi2MoO6之间有一个明显的界面，这说明RGO/ Bi2MoO6中异质结的形成。另外，HRTEM还体现出Bi2MoO6晶面（142）、（022）、（131）所对应的晶格间距分别为0.206、0.257以及0.312nm，此结果与XRD谱图的结果相一致。
XPS是分析样品表面元素组成和表面化学价态重要的手段。GO、RGO、 Bi2MoO6和0.008-RGO/Bi样品的XPS分析进一步证明了GO通过水热方法被还原成RGO，并且说明了0.008-RGO/Bi样品中Bi2MoO6和RGO之间异质结的形成。图4（a）中呈现了单一GO、RGO、Bi2MoO6以及异质结光催化剂0.008-RGO/Bi的XPS总谱图。其中，单一Bi2MoO6和0.008-RGO/Bi表面均存在Bi、Mo、O以及C元素。然而与Bi2MoO6相比，0.008-RGO/Bi 样品中C1s峰的强度随着RGO的掺杂明显增强，而其他峰强度有所减弱。Bi2MoO6中C1s峰来源于外源碳，因此Bi2MoO6与RGO复合后，C的峰强度明显增强，说明在复合样品0.008-RGO/Bi中RGO的存在。为了进一步研究样品表面的各元素的化学价态，每个元素的XPS谱图如图4（b）~（d）所示。图4（b）中，Bi2MoO6的Bi4f被分成两个峰，分别是Bi3+的Bi4f7/2和Bi4f5/2分别在结合能159.1eV的峰以及164.4eV结合能处的峰。而复合后样品0.008-RGO/Bi的Bi4f峰的位置与单一Bi2MoO6相比向结合能高的位置偏移了0.3eV。此现象也同样地出现在Mo3d谱图中。图4（c）中，结合能232.6eV以及235.8eV处的峰分别对应于Bi2MoO6中Mo6+的Mo3d5/2和Mo3d3/2。同样地，与Bi2MoO6相比，0.008-RGO/Bi中Mo6+的Mo3d5/2和Mo3d3/2的峰分别在结合能232.8eV和236.0eV，其向结合能高的方向偏移了约0.2eV，这表明RGO与Bi2MoO6之间异质结的形成，且在光催化反应过程中，Bi2MoO6作为电子供体，其表面的电子向RGO表面转移。
图4（d）是RGO、GO以及0.008-RGO/Bi的C1s谱图，GO和RGO的C1s谱图明显存在三个特征峰，分别为结合能284.6eV处的不含氧 C (C-C, C=C和C-H)，286.4eV处的C-O键（C-O-C或者 C-OH官能团）以及288.7eV处的羧酸键C（O=C-OH官能团）。与GO相比，RGO谱图中C-O键峰强度明显减弱，-COOH键峰的强度也有所减弱。我们通过计算C键各峰的峰面积来确定GO样品还原成RGO的还原程度，各样品C1s各个峰的峰面积的数据列于表1中。
表1 GO, RGO和0.008-RGO/Bi的C1s峰面积分析
根据计算，与GO相比，RGO与0.008-RGO/Bi样品中含氧官能团占C1s峰总面积的比例从0.55降低至0.19和0.18。含氧官能团的明显降低，证实了水热反应过程中0.008-RGO/Bi样品中的GO被还原成了RGO。另外，有趣地是，将0.008-RGO/Bi 的C1s谱图与RGO的相比，C1s峰的位置向结合能低的方向偏移了约0.4eV，这说明RGO作为电子载体，使得在Bi2MoO6表面的电子发生了迁移，促进了光生电子和空穴对的分离。
光催化材料的比表面积越大，其表面与反应物反应的活性位点暴露几率越高，同时较高的吸附容量使得光催化降解过程更容易、更快。图5为吸附解吸等温线，具体的比表面积以及孔径分布信息列于表2中。样品的吸附解吸等温线属于Ⅳ型等温线中H3型的迟滞环，样品中的孔隙可能是由于片状结构堆叠形成的。如表2所示，与纳米片状Bi2MoO6相比，花状多层结构Bi2MoO6的比表面积是其两倍多，且孔径尺寸也明显增大，这表明通过纳米片按规律排布成的花状Bi2MoO6其之间的孔隙会更多，且由纳米片构建出的三维形貌材料的比表面积远大于二维纳米片。另外，复合光催化材料0.008-RGO/Bi（61.45 m2/g）比单一花状Bi2MoO6样品的比表面积（38.64 m2/g）拥有更大的比表面积。这意味着与RGO复合后的样品0.008-RGO/Bi将具有更多的活性位点，从而有利于光催化活性的提高。
表2 RGO、纳米片Bi2MoO6、花状Bi2MoO6 以及0.008-RGO/Bi的结构性质
光催化剂对光的利用能力直接影响光催化剂性能。图6（a）是单一Bi2MoO6、RGO以及复合样品RGO/Bi2MoO6在200-800nm波长范围的紫外-可见吸收光谱图，对比不同形貌的单一Bi2MoO6，很容易发现由二维纳米片规律构建出的三维花状多层材料在紫外和可见光区域的响应能力都有所增强。RGO与Bi2MoO6复合后的样品谱图发生红移且可见光区域的光响应能力大幅度提升，且随着RGO掺杂量的增大，复合样品RGO/Bi2MoO6的可见光响应能力先增强后减弱，样品0.008-RGO/Bi表现出了最优异的可见光响应能力。这可能是由于随着RGO样品的增强，异质结的建立使得两者之间的相互作用增强，其增加了光的吸收能力，然而过多的RGO，使其与Bi2MoO6的接触作用减弱，反而对光吸收起到阻碍作用。
花状Bi2MoO6与复合样品RGO/Bi2MoO6的禁带宽度计算结果如图6（b）。Bi2MoO6的禁带宽度为2.67eV。复合后样品的禁带宽度都有一定程度的减小，不同RGO掺杂量的复合光催化剂的禁带宽度按从大到小排序为：0.002-RGO/Bi＞0.004-RGO/Bi＞0.02-RGO/Bi＞0.01-RGO/Bi＞0.008-RGO/Bi。禁带宽度越小说明其吸收可见光的能力越强。以上结果说明，复合异质结光催化剂0.008-RGO/Bi在可见光区域有优异的光吸收响应能力，这将有利于在可见光条件下生成光生电子空穴对的速率，从而提高光催化活性。
通过荧光光谱以及荧光寿命分析了样品中光生载流子的分离情况（图7）。图7（a）中，单一Bi2MoO6的荧光强度高于复合样品RGO/Bi2MoO6，另外不同RGO掺杂量的复合光催化剂RGO/Bi2MoO6荧光强度不同，其中0.008-RGO/Bi样品的荧光强度最低，荧光强度相对越低对应于样品的光生载流子复合率越低。荧光衰减数据进一步证实了样品光生载流子的有效分离。单一Bi2MoO6与复合样品0.008-RGO/Bi的平均荧光寿命分别为0.500和1.031ns（图7（b）和（c））。掺杂RGO之后的样品0.008-RGO/Bi的荧光寿命的明显延长意味着与0.008-RGO/Bi样品中光生子载流子的分离效率提高。
瞬时光电流响应和电化学阻抗进一步分析了样品中的电荷生成、转移以及分离的能力。图8（a）中，样品的光电流密度在八个灯亮暗间歇循环实验后仍然保持稳定性和电子的可再生性。在可见光条件照射下，单一Bi2MoO6的光电流响应低，然而复合了RGO之后的异质结光催化剂光电流密度明显增大，0.008-RGO/Bi样品的光电流密度比单一Bi2MoO6增强了十倍多，这说明光生载流子的分离和转移效率情况取决于RGO的掺杂量，0.008-RGO/Bi样品同时保证了较高的光生电子空穴的生成、转移和分离效率。图8（b）明显地显示了0.008-RGO/Bi样品电化学阻抗曲线中的半圆直径相较于其他样品最小，这意味着样品具有的电化学阻抗最弱，从而电荷转移效率提高。
实施例5
将实施例1、实施例2和实施例3制得的样品进行光催化降解活性评价，考察了在可见光条件下纯Bi2MoO6以及不同RGO掺杂量的复合光催化剂RGO/Bi2MoO6对2-萘酚的光催化降解活性。
首先，在光催化反应前，先将实施例1、实施例2和实施例3制得的样品在暗反应条件下分别对2-萘酚吸附3小时。如图9所示，所制备样品均可在1小时后与目标污染物之间达到吸附-解吸平衡。另外，在不加催化剂的条件下，2-萘酚溶液在可见光照射3小时后几乎不发生光解（图10（a）），因此吸附作用和自身光解所导致的目标污染物浓度降低在考察光催化降解活性过程中可忽略不计。
在石英管中加入50mL浓度为10ppm的 2-萘酚溶液，溶剂为水和乙腈，乙腈作为助溶剂，乙腈与水的体积比为1:1000，乙腈的影响可以忽略，再投加50mg光催化材料（纯Bi2MoO6以及不同RGO掺杂量的复合光催化剂RGO/Bi2MoO6）。光照前，先在黑暗条件下磁力搅拌60min确保反应物与催化剂达到吸附-解吸平衡，光照后，每隔30分钟取约1.5mL样品，用0.22μm滤膜过滤除去固体颗粒，收集滤液进行浓度的检测。
对比纳米片Bi2MoO6与花状Bi2MoO6的降解效率，发现花状Bi2MoO6的降解率相对较高，结合之前的表征数据，花状Bi2MoO6更有利于可见光的吸收，同时更大的比表面积提供更多的活性位点，所以花状Bi2MoO6的降解效率高于纳米片Bi2MoO6。为了考察RGO的复合对光催化降解效率的影响，将不同RGO掺杂量的异质结光催化剂的降解效率与单一Bi2MoO6相比（如图10（a）），复合样品0.008-RGO/Bi的降解效率与单一Bi2MoO6以及其他RGO掺杂量的异质结光催化剂RGO/Bi2MoO6相比显著提高，其3小时对2-萘酚的降解效率可以达到92.1%，约为单一Bi2MoO6（46.9%）的2倍，同时，利用准一级动力学方程式（1）考察催化剂对2-萘酚的降解速率。
ln（C0/C）=kappt （1）
其中C0和C分别为2-萘酚的初始浓度和降解t小时后的浓度，t为光照时间，kapp为表观反应速率。利用ln（C0/C）与时间t作图（图10（b））并且拟合曲线发现：这两者之间呈现良好的线性关系，说明样品降解2-萘酚的反应符合准一级反应动力学。其中拟合计算出的kapp值呈现在图10（c）中。其中0.008-RGO/Bi的速率常数为0.01357min-1是单一Bi2MoO6（0.0033min-1）的4倍多。
综合上述结果说明：与单一Bi2MoO6相比，Bi2MoO6与RGO复合有利于光催化剂光生载流子的分离，从而提高了样品的催化降解活性；然而RGO掺杂量过少，无法保证Bi2MoO6与RGO充分接触形成异质结；而RGO掺杂量过多，虽然保证了电荷转移，但是会对可见光吸收产生轻微的阻碍从而减缓了光生电子的生成速率。因此，0.008-RGO/Bi异质结光催化剂具有最优异的光催化活性，此结果也与实施例3的表征结果相佐证。
样品的稳定性和可再利用性是考察光催化剂性能、评价其实际应用能力的另一个重要的指标。由图10（d）可知，0.008-RGO/Bi样品在经过5次光降解循环实验之后，光催化效率仅减弱了0.5%，其依然保持了相当高的光催化活性。这说明0.008-RGO/Bi具有较高的稳定性和可再次利用率。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯加入水中，超声分散，得到悬浊液A；
（2）将硝酸铋、钼酸钠溶于稀硝酸中，得到溶液B；
（3）将溶液B逐滴加入悬浊液A中，搅拌15-30min，再加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌60-80min，得到悬浊液C；
（4）将悬浊液C进行水热反应，得到水热反应产物；
（5）水热反应产物冷却至室温，洗涤、干燥，得到纳米片RGO-花状多层结构Bi2MoO6异质结可见光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中氧化石墨烯与水的质量体积比为0.05～0.5：1，超声时间为2~2.5h。
3.根据权利要求1所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中硝酸铋与钼酸钠的摩尔比为2~2.5：1。
4.根据权利要求1所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中硝酸铋与稀硝酸的摩尔比为 0.01~0.025：1。
5.根据权利要求1或4所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述稀硝酸的摩尔浓度为0.5~5 mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中十六烷基三甲基溴化铵与步骤（2）中硝酸铋的质量比为0.05~0.06：1。
7.根据权利要求1所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中水热反应的温度为160~165℃，水热反应的时间为24~26h。
8.根据权利要求1所述的一种纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中干燥温度为60~80℃。
9.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的纳米片RGO-花状多层结构Bi2MOO6异质结可见光催化剂在降解2-萘酚的应用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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