一种BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂及其制备方法技术领域
本发明属于光催化技术，涉及采用溶剂热法制备中间体BiOCOOH，通过紫外光照
射，控制光照时间，原位转化部分BiOCOOH制备了BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，该光催化
剂具有高效的可见光催化活性。
背景技术
目前，环境污染日趋严重，已成为一个直接威胁人类生存，亟需解决的焦点问题。
光催化技术是从二十世纪70年代逐步发展起来的在能源和环境领域有着重要应用前景的
绿色技术。该技术能使环境中的有机污染物发生氧化分解反应，最终降解为CO2、水和无机
离子等小分子物质，由于不存在二次污染、降解程度高等优点被认为是目前最具开发潜力
的环境污染处理方法。
铋系光催化剂是近几年来研究热点，铋系半导体光催化剂具有良好的光催化活
性，可以有效地降解有机污染物，发展前景广阔。大部分铋系光催化剂都能在可见光下进行
光催化反应，但少数铋系光催化剂如BiOCOOH带隙较宽，对可见光吸收能力较差，从而在可
见光下光催化性能较差，因此也限制了该铋系光催化材料的应用。因此，必须拓宽光铋系催
化材料的光吸收范围，减少铋系光催化材料光生电子-空穴的复合率，提高铋系半导体材料
的催化活性。其中，半导体复合是铋系半导体光催化材料性能提高的有效手段。传统的半导
体复合方法是将要复合的物质进行混合、沉积或原位生成等，过程较为复杂。本发明利用
BiOCOOH的不稳定的，在紫外光照射下，通过控制光照时间，将BiOCOOH原位转化为BiOCOOH-
Bi2O2CO3复合光催化剂，得到的光催化剂对可见光吸收能力增强，光催化活性显著提高。同
时，该方法为制备高效光催化材料提高了一种新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂及其制备方法，该方
法工艺简单、成本低廉，合成的光催化剂光催化降解效果较好。
本发明提供用于降解有机污染物的BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，其特征在于：
用溶剂热法先制备BiOCOOH中间体，在紫外光照射下，控制光照时间，将BiOCOOH中间体原位
部分转化，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，包括如下步骤：
(1)制备BiOCOOH：将1～2mmol五水硝酸铋溶解在5mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)
中，在磁力搅拌下至澄清透明，加入一定量去离子水，混合搅拌10min，形成均一的白色悬浮
液，然后转入50mL含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，100～140℃下反应8～16h，将
所得产物离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥6～12h，得到
BiOCOOH中间体；
(2)BiOCOOH-Bi2O2CO3的制备：取步骤(1)制备的BiOCOOH中间体加入到去离子水
中，在紫外光下照射3～8h，将所得产物离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次
后，在60℃下干燥6～12h，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂。
本发明与现有技术相比，具有显著优点：
(1)本发明采用溶剂热法先合成BiOCOOH光催化剂中间体，在紫外光照射下，控制
光照时间，将BiOCOOH中间体原位部分转化，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，该方法工
艺简单，容易操作。
(2)本发明所制备的BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，与纯BiOCOOH相比，对可见光
的吸收显著增强，可见光催化活性显著提升。
附图说明
图1 BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂、Bi2O2CO3光催化剂以及中间体BiOCOOH的X-
射线衍射花样；
图2 BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂、Bi2O2CO3光催化剂以及中间体BiOCOOH的紫
外-可见漫反射光谱；
图3 BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂、Bi2O2CO3光催化剂以及中间体BiOCOOH的的
光催化性能对比
具体实施方式
本发明BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，以BiOCOOH为中间体，在紫外光照射下，控
制光照时间，将BiOCOOH中间体原位部分转化，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂，对可见
光吸收增强，具有高效的可见光催化性能。
本发明一种BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备BiOCOOH：将1～2mmol五水硝酸铋溶解在5mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)
中，在磁力搅拌下至澄清透明，加入一定量去离子水，混合搅拌10min，形成均一的白色悬浮
液，然后转入50mL含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，100～140℃下反应8～16h，将
所得产物离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥6～12h，得到
BiOCOOH中间体；
(2)BiOCOOH-Bi2O2CO3的制备：取步骤(1)制备的BiOCOOH中间体加入到去离子水
中，在紫外光下照射3～8h，将所得产物离心分离，并分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次
后，在60℃下干燥6～12h，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂。
为了更好的理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内
容不局限于下面所给出的实例。
实施方实例1：本发明一种BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂的制备方法，包括以下
步骤：
(1)制备BiOCOOH：将1mmol五水硝酸铋溶解在5mL的N,N-二甲基甲酰胺中，在磁力
搅拌下至澄清透明，加入去离子水30mL，混合搅拌10min，形成均一的白色悬浮液，然后转入
50mL含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，120℃下反应10h，将所得产物离心分离，并
分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥12h，得到BiOCOOH中间体；
(2)BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂的制备：取步骤(1)制备的BiOCOOH中间体0.1g
加入到40mL去离子水中，在紫外光灯下光照6h，将所得产物离心分离，并分别用去离子水和
无水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥10h，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂。
对BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂、Bi2O2CO3光催化剂以及BiOCOOH中间体进行了
X-射线衍射表征，衍射峰分别对应于相应的标准卡片，如图1所示，结果表明利用本发明所
述的合成方法成功得到了BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂。利用紫外-可见漫反射光谱对
BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂、Bi2O2CO3光催化剂以及BiOCOOH中间体对可见光的吸收情
况进行了表征，如图2所示，BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂对可见光的吸收比BiOCOOH中间
体显著增强。光催化剂的光催化性能是通过300W氙灯提供的可见光照射下降解罗丹明B
(Rhodamine B,RhB)溶液来衡量的，具体的实验过程如下：称取100mg光催化剂加入浓度为
10-5mol/L的100mL RhB溶液中，将配好的溶液置于暗处搅拌分散30min使其达到吸附平衡，
然后打开氙灯光源使溶液进行光催化反应，每隔10min取约4mL的溶液，利用离心机离心分
离出光催化剂，取上层清夜用紫外分光光度计来测量溶液中残留的RhB吸光度。BiOCOOH-
Bi2O2CO3复合光催化剂、Bi2O2CO3光催化剂以及BiOCOOH中间体的光催化性能如图3所示，
BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂的光催化性能明显优于Bi2O2CO3光催化剂和BiOCOOH中间
体。
实施实例2：本发明一种BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂的制备方法，包括以下步
骤：
(1)制备BiOCOOH：将1mmol五水硝酸铋溶解在5mL的N,N-二甲基甲酰胺中，在磁力
搅拌下至澄清透明，加入去离子水35mL，混合搅拌10min，形成均一的白色悬浮液，然后转入
50mL含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，100℃下反应12h，将所得产物离心分离，并
分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥12h，得到BiOCOOH中间体；
(2)BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂的制备：取步骤(1)制备的BiOCOOH中间体0.1g
加入到40mL去离子水中，在紫外光下光照4h，将所得产物离心分离，并分别用去离子水和无
水乙醇洗涤3次后，在60℃下干燥10h，得到BiOCOOH-Bi2O2CO3复合光催化剂。