羟基化碳纳米管掺杂氯氧化铋光催化剂的制备方法技术领域
本发明属于环境保护化学技术领域，具体涉及一种羟基化碳纳米管掺杂氯氧化铋
光催化剂的制备方法。
背景技术
光催化降解技术作为一种绿色环保的利用太阳光处理水和空气污染的有效手段，
其在能源日益紧张的今天，得到了全球政府和科学家的高度重视，成为环境保护研究的研
究热点之一。二氧化钛因其无毒、价廉和稳定性较好而得到广泛研究，但是较高的禁带宽度
限制了在可见光下的应用。氯氧化铋具有优异的物物理化学性能（光催化性，珍珠光泽和光
致发光性）和独特的电子结构，具备优良的有机物降解能力，其价带由Bi6s 和O2p轨道杂化
而成，具有较佳的电荷流动和氧化能力，已成为国内外的研究热点之一，可广泛应用于光催
化剂、珠光颜料、医药中间体、铁电材料、光致发光材料和气敏材料等。
提高氯氧化铋催化剂性能的方法主要有离子掺杂、贵金属或形成异质结等。单独
Bi基催化剂，其光生电子和空穴会快速复合，导致对可见光的吸收能力有限。而异质结可通
过内建电场的建立，使光生电子和空穴的有效分离，进而提高催化剂的可见光催化性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种羟基化碳纳米管掺杂氯氧化铋光
催化剂的制备方法，通过羟基化碳纳米管掺杂氯氧化铋制备具有异质结特征的光催化剂，
大大提高催化剂的光催化性能以及有机物的降解能力。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种羟基化碳纳米管掺杂氯氧化铋光催化剂的制备方法：将五水合硝酸铋溶于酸性溶
剂中，搅拌形成溶液，加入经表面活性剂处理的羟基化碳纳米管溶液，充分搅拌，超声分散
30 min；随后溶液升温至80℃，加入含氯化合物后，采用氢氧化钠溶液调节溶液pH值稳定在
10，反应1小时，过滤沉淀，用乙醇和去离子水洗涤3次，真空干燥12小时得到羟基化碳纳米
管掺杂氯氧化铋光催化剂粉体。
所用的羟基化碳纳米管，羟基含量在0.7 wt%-5.6 wt %。
所用表面活性剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇中的任一
种。
所述含氯化合物为氯化钾。
所述羟基化碳纳米管在催化剂中的含量在0.2 wt%-5 wt %。
本发明的有益效果在于：本发明通过羟基化碳纳米管掺杂氯氧化铋制备异质结氯
氧化铋光催化剂，大大加强了碳纳米管与氯氧化铋界面性能，有效实现了光生电子与空穴
的分离，大大提高催化剂的光催化性能以及有机物的降解能力，在环境保护和新能源领域
等具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的介绍：
实施例1
将五水合硝酸铋9.7克溶于100 ml硝酸溶液中，搅拌使其溶解形成溶液A；将聚丙烯酰
胺1.0克加入到100 ml去离子水中，搅拌均匀，然后加入0.1061克羟基化碳纳米管(羟基含
量0.71 wt%)，超声分散1小时，形成溶液B。将溶液B在搅拌过程中加入到溶液A中，超声分散
30 min，之后升温到80℃，然后在搅拌过程中逐渐滴加含1.49克氯化钾的氢氧化钠溶液，控
制溶液pH值在10。反应1小时后，过滤沉淀，用乙醇和去离子水洗涤3次，在80℃下真空干燥
12小时得到碳纳米管掺杂氯氧化铋粉体催化剂。
实施例2
将五水合硝酸铋9.7克溶于100 ml硝酸溶液中，搅拌使其溶解形成溶液A；将聚乙烯吡
咯烷酮1.0克加入到100 ml去离子水中，搅拌均匀，然后加入0.1061克羟基化碳纳米管(羟
基含量3.06 wt%)，超声分散1小时，形成溶液B。将溶液B在搅拌过程中加入到溶液A中，超声
分散30 min，之后升温到80℃，然后在搅拌过程中逐渐滴加含1.49克氯化钾的氢氧化钠溶
液，控制溶液pH值在10。反应1小时后，过滤沉淀，用乙醇和去离子水洗涤3次，在80℃下真空
干燥12小时得到碳纳米管掺杂氯氧化铋粉体催化剂。
实施例3
将五水合硝酸铋9.7克溶于100 ml硝酸溶液中，搅拌使其溶解形成溶液A；将聚乙烯醇
1.0克加入到100 ml去离子水中，搅拌均匀，然后加入0.1061克羟基化碳纳米管(羟基含量
5.58 wt%)，超声分散1小时，形成溶液B。将溶液B在搅拌过程中加入到溶液A中，超声分散30
min，之后升温到80℃，然后在搅拌过程中逐渐滴加含1.49克氯化钾的氢氧化钠溶液，控制
溶液pH值在10。反应1小时后，过滤沉淀，用乙醇和去离子水洗涤3次，在80℃下真空干燥12
小时得到碳纳米管掺杂氯氧化铋粉体催化剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与
修饰，皆应属本发明的涵盖范围。