技术摘要：
本发明公开了一种CaBi2O4/BiOCl异质结复合光催化剂及其制备方法，属于光催化材料技术领域。包括以下步骤：将四水合硝酸钙溶于去离子水，五水合硝酸钡溶于稀硝酸，再将两者混合均匀。然后将稀氨水和混合溶液同时滴加入去离子水中，并不断搅拌，直至pH为6～8得白色悬浊液  全部
背景技术：
用半导体光催化技术降解有机污染物因节能、高效越来越引起了人们广泛的关 注。其中，TiO2由于具有无毒、价廉易得、热稳定性好等优点，在多相光催化的早期研究中引 起了人们极大的兴趣。但是TiO2的禁带宽度较大，可见光利用率低；另外，TiO2光生载流子的 高复合率也导致了其光催化效率降低。这些固有的缺陷限制了其在光催化领域的应用。 在研究新型光催化材料的过程中，Bi基化合物因具有特殊的层状结构和适当大小 的禁带宽度而受到关注。BiOCl为间接带隙半导体，具有高度各向异性的层状结构，非常有 利于光生载流子的分离；同时其具备无毒、成本低等优点，因此近年来在光催化领域备受关 注。研究发现，在紫外光下BiOCl降解甲基橙的活性甚至优于TiO2。BiOCl是一个宽禁带半导 体材料，由于其价带电位高，因此产生的空穴有很强的氧化能力。但是BiOCl较大的禁带宽 度同样限制了它对可见光的利用，通过将其与窄禁带半导体复合构建异质结型光催化剂是 一种良好的提高其光催化效率的办法。因此寻找良好的窄禁带半导体成为目前BiOCl光催 化材料的主要研究方向。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种增强可见光响应的 CaBi2O4/BiOCl异质结复合光催化剂的制备方法，将CaBi2O4与BiOCl构建异质结构型光催化 剂，以提高其对可见光的吸收，大大加强对太阳能的利用；另一方面，CaBi2O4与BiOCl复合后 形成的异质结可促进光生载流子分离，提高光催化效率。解决现有技术中BiOCl禁带较宽从 而影响对可见光吸收的问题。 为了实现上述目的，本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种增强可见光 响应的异质结构光催化剂的制备方法，按照如下步骤进行： (1)按照化学计量比称取一定量的Ca(NO3) 2·4H2O与Bi(NO3) 3·5H2O，先将Ca (NO3)2·4H2O用去离子水溶解制成透明溶液，然后将Bi(NO3)3·5H2O溶于刚配好的稀硝酸溶 液中。 (2)将上述两种透明溶液混合，不断搅拌至混合均匀。取适量去离子水做底液，将 混合溶液和3～4mol/L氨水(NH3·H2O)两种溶液共同滴定于底液中,同时不断搅拌使沉淀反 应物混合均匀，控制两者的滴加速度以保持pH在6～8之间，滴定完成后得到的沉淀悬浮液， 继续搅拌陈化30min。 (3)用离心机将得到的悬浮液分离，将得到的白色沉淀用去离子水和无水乙醇洗 涤除去NH4 和NO3-，重复洗涤4～6次。将洗涤完成、离心分离后的沉淀稀释至一定浓度，成为 3 CN 111545225 A 说　明　书 2/4 页 白色沉淀悬浮液，然后将该悬浮液放入不锈钢材质，白色聚四氟乙烯内衬的密闭反应釜中 进行热处理，温度为160～200℃，处理时间为6～8h，处理完毕经冷却干燥即可得到CaBi2O4 白色粉末。 (4)准备质量分数为36％的盐酸，于阴凉处保存待用。准确称取一定量CaBi2O4白色 粉末，在一定温度下焙烧4h后，加入20mL无水乙醇和10mL一次蒸馏水超声处理30min，并在 室温下搅拌30min。分别按照Bi3 与Cl-摩尔比例为1：0.00，1：0.25，1：0.5，1：0.75加入所需 体积(0.000，0.065，0.130，0.195mL)的盐酸[纯BiOCl的制备需加入足量(0.26mL)盐酸]，于 室温下搅拌1h。反应完成后，将所得产物过滤，依次用无水乙醇和去离子水洗涤数次，于80 ℃干燥6h，得到不同BiOCl含量的CaBi2O4/BiOCl异质结光催化剂。 (4)以5mg/L的罗丹明B作为有机污染物，采用一套光催化剂和污染物溶液分离并 可以循环不间断进行光催化降解反应的设备。设备反应器分为两部分，上下两部分以磨砂 口连接，确保罗丹明B溶液不溢出。光源采用平行可见光光源，能够提供稳定的光子能量，使 光催化剂产生光生电子和空穴。在可见光照射70min后，光催化剂对罗丹明B的降解率约达 到90％。 本发明的有益效果是： 本发明采用了常见的水热合成法，制备了CaBi2O4/BiOCl异质结构光催化剂，该催 化剂拥有较低的禁带宽度及较高的可见光吸收响应。较低的禁带宽度降低了光生电子空穴 的传输距离，提高了光生电子空穴的分离效率，降低了复合率，较高的可见光吸收响应提高 了光子利用率，提高了电子空穴对产生率，极大地改善了在可见光下的光催化活性。通过本 发明的方法制备的催化剂稳定性好，化学性质稳定。 附图说明 图1是本发明制得的可见光响应CaBi2O4/BiOCl异质结光催化剂的SEM扫描电镜图， 由图可以看出HCl加入后，在CaBi2O4的颗粒状结构中出现了平面层状的BiOCl，两种结构紧 密交叠在一起，这样的结构不仅有利于吸附反应物，同时也有利于光生电子和空穴的有效 分离，起着“二维”光催化的作用。 图2是本发明制得的可将光响应CaBi2O4/BiOCl异质结光催化剂的SEM局部放大图。