技术摘要：
本发明公开了一种铁铌酸铋/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法和应用。主要技术特征是：通过热缩聚和热剥离来制备石墨相氮化碳纳米片；铁铌酸铋氧化物是按照分子式Bi3FexNb2‑xO9中元素铋、铁和铌的化学计量比，分别称取五水硝酸铋、九水硝酸铁和氧化铌，通过水热法制  全部
背景技术：
目前，环境污染依旧是本世纪困扰我们的一大难题。诸多的解决方案中，光催化技 术能够将太阳能转化为化学能，在环境保护领域有着重要应用前景。石墨相氮化碳（g-C3N4） 作为理想的非金属半导体光催化剂，具有良好的热稳定性和化学稳定性、对可见光有良好 的响应、有合适的带隙（约2.7  eV）以及优异的光电性能，在环境修复方面表现出巨大的潜 力。但其催化效率由于电荷载体的快速重组而受到严重限制。为了提高石墨相氮化碳的光 催化效率，科研工作者们进行了大量的研究，其中包括带隙调节、缺陷控制、微观形貌控制、 表面敏化、助催化剂和异质结构等。幸运的是，极化已经成为克服上述问题的最有效策略之 一，极大地促进了光催化作用。 本专利选取了铁电氧化物铁铌酸铋，利用其铁电性，在不施加外应力下产生自发 极化电场以驱动光生载流子的快速分离和迁移。而且铁铌酸铋也属于Aurivillius相半导 体光催化剂，由交替的萤石结构的铋氧层(Bi2O2)2 和钙钛矿层(Bin-1Fe Nb O )2-x n-x 3n 1 组成（n 代表铋氧层之间的钙钛矿层数，本专利选取的n=2），具有典型的分层结构，能提供大的比表 面积和表面活性位点。因此将铁铌酸铋与石墨相氮化碳进行自组装形成复合异质结光催化 剂，利用铁铌酸铋的铁电性形成自发极化的电场，可加快光生电和空穴对在界面处的分离 和迁移。
技术实现要素：
本发明针对以上存在的缺陷与不足，设计了一种铁铌酸铋/石墨相氮化碳复合光 催化剂的制备方法，并用于在可见光下降解2,4-二氯苯酚（2,4-DCP），在环境修复领域展现 出极大的发展潜力。 本发明通过以下技术方案实现： 一种铁铌酸铋/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法，包括步骤如下： 步骤1：将三聚氰胺置于带盖的坩埚中，以1~10℃/min的升温速率加热至450~600℃，并 保持3~6  h；冷却至室温后将获得的产物充分研磨，并转移至瓷舟中，在400~600℃下煅烧1~ 3  h；得到黄色的石墨相氮化碳粉末； 步骤2：铁铌酸铋是按照分子式Bi3FexNb2-xO9中元素铋、铁和铌的化学计量比，来称取五 水硝酸铋、九水硝酸铁和氧化铌，通过水热法制备得到；具体步骤如下：分别将五水硝酸铋、 九水硝酸铁和氧化铌（摩尔比为3：0.5~1.5：0.25~0.75）溶解在10~50  mL乙二醇甲醚中，充 分搅拌直至完全溶解；随后向其滴加氨水使得pH到9~13，待沉淀完全后，将沉淀物用去离子 水和乙醇清洗数次，置于真空干燥箱中干燥，得到铁铌酸铋粉末； 步骤3：由于铁铌酸铋和石墨相氮化碳在水溶液中具有相反的表面电荷，因此可以通过 3 CN 111569934 A 说　明　书 2/4 页 简单的静电自组装方法来制备；具体步骤如下：将适量的铁铌酸铋和石墨相氮化碳分散到 50  mL去离子水中，室温下搅拌6~48  h以获得均匀的悬浮液；然后将悬浮液置于鼓风干燥箱 中除去水分，得到铁铌酸铋/石墨相氮化碳复合光催化剂；通过控制两者的组分比来制备不 同质量百分比的复合光催化剂； 步骤4：实验室模拟：采用300  W氙灯来模拟太阳光，并装有420  nm的截止滤光片来获得 可见光；以2,4-二氯苯酚（25  mg/L）为目标污染物，向50  mL  2,4-二氯苯酚溶液中加入10  mg光催化剂，在模拟可见光照射下，光降解反应120  min，来评估光催化剂的催化性能。 本发明的优点及效果： 本发明制备了一种铁铌酸铋/石墨相氮化碳复合光催化剂，此方法具有制备过程简单、 反应物廉价、绿色环保等优点；利用铁铌酸铋的铁电性形成自发极化的电场，可加快光生电 和空穴对的分离和迁移，使得复合光催化剂具有高的稳定性和优良的光催化性能，对2,4- 二氯苯酚具有高的降解能力，在光催化降解有机污染物方面有着大的应用前景。 附图说明 图1为实施例4制备的石墨相氮化碳和铁铌酸铋的泽塔电位图。 图2为实施例4制备的铁铌酸铋/石墨相氮化碳复合光催化剂的SEM图。