Bi2O2CO3催化剂的制备及其光催化性能研究

吴鹏超，王 艳,周 佳,李 婷

(内蒙古化工职业学院 化学工程系，内蒙古 呼和浩特 010010)

化石能源为人类社会发展及科技进步作出重大贡献，但是在给人类带来便利的同时也出现了能源不断短缺、环境污染等问题[1]，光催化技术的发现有助于解决上述化石能源面临的问题，而且光催化技术具有能耗低、条件温和、化学稳定性好等优势，为此，近年来光催化技术备受关注[2]。Fujishima和Honda于1972年发现二氧化钛薄膜具有光电化学能催化裂解水产氢的性能[3]，开启了人们对光催化领域的研究。

铋系化合物是一类新型半导体材料，其氧化物具有高稳定性和较好的光催化活性，使其成为最具有发展前景的光催化剂[2]。碱式Bi2O2CO3作为典型Aurivillius型氧化物成员之一，具有(Bi2O2)2+原子层(CO3)2-原子层交替排列的层状结构[4]，铋氧原子层与碳氧原子层之间存在的较强内建电场，能够有效地促进光生电子-空穴对的转移与分离，表现出了较好的光催化性能。

笔者利用水热法通过调节溶液pH值、反应原料Bi/C比例，制备了Bi2O2CO3光催化剂，在室温可见光照射下，将其用于苯甲醇与苯胺反应，测试其光催化活性。

1 实验部分

1.1 Bi2O2CO3的制备

圆底烧瓶内加入40mL浓度为1mol/L的HNO3溶液溶解适量Bi(NO3)3·5H2O。经过磁力搅拌10min至Bi(NO3)3·5H2O完全溶解于HNO3溶液。再加入C6H8O7与柠檬酸Bi(NO3)3·5H2O，经磁力搅拌持续搅拌至溶解。混合液pH调至4-5(用NaOH溶液)。搅拌器继续搅拌1h后，混合液倒入100mL聚四氟乙烯反应釜中进行反应。在180℃的条件下水热反应24h，得到乳白色沉淀，用二次去离子水和无水乙醇洗涤白色沉淀，所得沉淀物放入烘箱60℃下干燥12h，得到试样待用于表征和光催化有机反应。……