本發(fā)明屬于可見光催化劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)鉍資源豐富，近年來(lái)，年產(chǎn)量可達(dá)6000多噸，應(yīng)用十分廣泛。bifeo3作為鉍源深加工后的一種產(chǎn)物，是一種先進(jìn)功能材料，在陶瓷材料、電解質(zhì)材料、鐵電材料、光催化材料、光電材料和傳感器等方面都有重要應(yīng)用，越來(lái)越多的人開始關(guān)注bifeo3。已經(jīng)報(bào)道的bifeo3的漏電流大、剩余極化小pr、鐵電可靠性差、矯頑力hc大，因此，有必要設(shè)計(jì)一種性能更加優(yōu)異的異質(zhì)結(jié)bifeo3。

研究表明，鉍氧基材料容易受到外來(lái)離子基團(tuán)的作用，使其成分和結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)靈活、多變的特點(diǎn)。鉍氧基材料表面受到離子侵蝕時(shí)，離子進(jìn)入晶格形成新的化合物，光催化活性也隨之發(fā)生變化。在前期實(shí)驗(yàn)研究中，我們發(fā)現(xiàn)微量氫氧根離子與鉍氧基材料（β氧化鉍、biocl）表面作用時(shí)，材料的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變之前，其光催化活性卻已經(jīng)發(fā)生了變化。

本發(fā)明旨在不改變晶體結(jié)構(gòu)的前提下，在溶液環(huán)境中采用離子（如oh^?，h⁺）對(duì)鐵酸鉍材料表面進(jìn)行微修飾，改變材料的表面狀態(tài)，試圖揭示光催化活性與材料表面狀態(tài)的聯(lián)系。以往的文獻(xiàn)中，只涉及到通過(guò)縮小材料顆粒尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)材料納米化，或者通過(guò)摻雜改性等來(lái)達(dá)到增強(qiáng)其多鐵性能的目的。但是未涉及利用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿腐蝕鐵酸鉍來(lái)達(dá)到改變其結(jié)構(gòu)和性狀的內(nèi)容。本發(fā)明通過(guò)研究其不同程度的腐蝕，提高其鐵電及光催化等性能，并試圖找出提高其內(nèi)建電場(chǎng)的方法，推動(dòng)可見光光伏效應(yīng)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種工藝簡(jiǎn)單且周期較短的可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案，一種可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：

（1）紅褐色bifeo3粉末材料的制備，將0.01molbi(no3)3?5h2o在硝酸的作用下溶于20ml去離子水中得到溶液a，將0.01molfe(no3)3?9h2o溶于20ml去離子水中得到溶液b，將0.06mol聚乙烯醇溶于60ml去離子水中得到溶液c，再將溶液a和溶液b混合均勻后加入到溶液c中，充分?jǐn)嚢柚敝劣秀y白色亮片出現(xiàn)形成膠體，然后將膠體于60℃干燥形成干凝膠得到黃色蓬松物，最后將黃色蓬松物于500℃煅燒2h得到紅褐色bifeo3粉末材料；

（2）可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備，將bifeo3粉末材料分散于乙醇中并加入濃鹽酸溶液，攪拌3h后超聲1h，然后用一級(jí)水清洗超聲后的沉淀直至清洗液呈中性，將清洗后的沉淀于80-100℃干燥至少5h，冷卻，研磨，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（2）中所述的濃鹽酸溶液的體積與bifeo3粉末材料的質(zhì)量之比為0.20-0.75ml:0.4g。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（2）中所述的濃鹽酸溶液的質(zhì)量濃度為36%-38%，優(yōu)選為37.5%。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單可行，合成周期較短，制得的bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的多鐵性能得到了極大提高，其對(duì)羅丹明b的降解性能明顯優(yōu)于bifeo3粉末材料，在光電材料方面和bifeo3材料多鐵性能研究方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的x射線衍射圖譜；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制得的bifeo3粉末材料的掃描電鏡圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1制得的bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的掃描電鏡圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的電滯回歸曲線；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的漏電流曲線；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例1制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的光催化活性曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明中試劑盒及檢測(cè)方法的建立和應(yīng)用作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不以任何形式限制本發(fā)明的內(nèi)容。

實(shí)施例1

（1）紅褐色bifeo3粉末材料的制備，將0.01molbi(no3)3?5h2o在硝酸的作用下溶于20ml去離子水中得到溶液a，將0.01molfe(no3)3?9h2o溶于20ml去離子水中得到溶液b，將0.06mol聚乙烯醇溶于60ml去離子水中得到溶液c，再將溶液a和溶液b混合均勻后加入到溶液c中，充分?jǐn)嚢柚敝劣秀y白色亮片出現(xiàn)形成膠體，然后將膠體于60℃干燥形成干凝膠得到黃色蓬松物，最后將黃色蓬松物于500℃煅燒2h得到紅褐色bifeo3粉末材料；

（2）可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備，將0.4gbifeo3粉末材料分散于10ml乙醇中并加入10滴質(zhì)量濃度為37.5%的濃鹽酸溶液，攪拌3h后超聲1h，然后用一級(jí)水清洗超聲后的沉淀直至清洗液呈中性，將清洗后的沉淀于80℃干燥5h，冷卻，研磨，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑。

圖1是本實(shí)施例制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的x射線衍射圖譜，由圖可以看出bifeo3/biocl光催化劑含有bifeo3和biocl兩相。

圖4是本實(shí)施例制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的電滯回歸曲線，由圖可以看出bifeo3/biocl光催化劑相對(duì)于bifeo3粉末材料剩余極化強(qiáng)度pr明顯提高，矯頑力hc大大降低。

圖5是本實(shí)施例制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的漏電流曲線，由圖可以看出bifeo3/biocl光催化劑相對(duì)于bifeo3粉末材料得到了較大程度的降低。

圖6是本實(shí)施例制得的bifeo3粉末材料和bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的光催化活性曲線，由圖可以看出bifeo3/biocl光催化劑的光催化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于bifeo3粉末材料。

實(shí)施例2

（1）紅褐色bifeo3粉末材料的制備，將0.01molbi(no3)3?5h2o在硝酸的作用下溶于20ml去離子水中得到溶液a，將0.01molfe(no3)3?9h2o溶于20ml去離子水中得到溶液b，將0.06mol聚乙烯醇溶于60ml去離子水中得到溶液c，再將溶液a和溶液b混合均勻后加入到溶液c中，充分?jǐn)嚢柚敝劣秀y白色亮片出現(xiàn)形成膠體，然后將膠體于60℃干燥形成干凝膠得到黃色蓬松物，最后將黃色蓬松物于500℃煅燒2h得到紅褐色bifeo3粉末材料；

（2）可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備，將0.4gbifeo3粉末材料分散于10ml乙醇中并加入5滴質(zhì)量濃度為37.5%的濃鹽酸溶液，攪拌3h后超聲1h，然后用一級(jí)水清洗超聲后的沉淀直至清洗液呈中性，將清洗后的沉淀于80℃干燥5h，冷卻，研磨，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑。

實(shí)施例3

（1）紅褐色bifeo3粉末材料的制備，將0.01molbi(no3)3?5h2o在硝酸的作用下溶于20ml去離子水中得到溶液a，將0.01molfe(no3)3?9h2o溶于20ml去離子水中得到溶液b，將0.06mol聚乙烯醇溶于60ml去離子水中得到溶液c，再將溶液a和溶液b混合均勻后加入到溶液c中，充分?jǐn)嚢柚敝劣秀y白色亮片出現(xiàn)形成膠體，然后將膠體于60℃干燥形成干凝膠得到黃色蓬松物，最后將黃色蓬松物于500℃煅燒2h得到紅褐色bifeo3粉末材料；

（2）可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備，將0.4gbifeo3粉末材料分散于10ml乙醇中并加入15滴質(zhì)量濃度為37.5%的濃鹽酸溶液，攪拌3h后超聲1h，然后用一級(jí)水清洗超聲后的沉淀直至清洗液呈中性，將清洗后的沉淀于80℃干燥5h，冷卻，研磨，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑。

實(shí)施例4

（1）紅褐色bifeo3粉末材料的制備，將0.01molbi(no3)3?5h2o在硝酸的作用下溶于20ml去離子水中得到溶液a，將0.01molfe(no3)3?9h2o溶于20ml去離子水中得到溶液b，將0.06mol聚乙烯醇溶于60ml去離子水中得到溶液c，再將溶液a和溶液b混合均勻后加入到溶液c中，充分?jǐn)嚢柚敝劣秀y白色亮片出現(xiàn)形成膠體，然后將膠體于60℃干燥形成干凝膠得到黃色蓬松物，最后將黃色蓬松物于500℃煅燒2h得到紅褐色bifeo3粉末材料；

（2）可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備，將0.4gbifeo3粉末材料分散于10ml乙醇中并加入10滴質(zhì)量濃度為37.5%的濃鹽酸溶液，攪拌3h后超聲1h，然后用一級(jí)水清洗超聲后的沉淀直至清洗液呈中性，將清洗后的沉淀于100℃干燥5h，冷卻，研磨，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑。

實(shí)施例5

（1）紅褐色bifeo3粉末材料的制備，將0.01molbi(no3)3?5h2o在硝酸的作用下溶于20ml去離子水中得到溶液a，將0.01molfe(no3)3?9h2o溶于20ml去離子水中得到溶液b，將0.06mol聚乙烯醇溶于60ml去離子水中得到溶液c，再將溶液a和溶液b混合均勻后加入到溶液c中，充分?jǐn)嚢柚敝劣秀y白色亮片出現(xiàn)形成膠體，然后將膠體于60℃干燥形成干凝膠得到黃色蓬松物，最后將黃色蓬松物于500℃煅燒2h得到紅褐色bifeo3粉末材料；

（2）可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備，將0.4gbifeo3粉末材料分散于10ml乙醇中并加入10滴質(zhì)量濃度為37.5%的濃鹽酸溶液，攪拌3h后超聲1h，然后用一級(jí)水清洗超聲后的沉淀直至清洗液呈中性，將清洗后的沉淀于80℃干燥8h，冷卻，研磨，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑。

本發(fā)明采用新型的制備工藝，在bifeo3粉末材料和10ml乙醇中加入5-15滴質(zhì)量濃度為37.5%的濃鹽酸，在濃鹽酸的作用下，bifeo3和hcl發(fā)生反應(yīng)生成biocl，最終得到可見光響應(yīng)bifeo3/biocl異質(zhì)結(jié)光催化劑，用此方法制備可見光響應(yīng)bifeo3/biocl光催化劑過(guò)程簡(jiǎn)便，原料價(jià)格便宜，適于大規(guī)模生產(chǎn)使用。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。