[01113546]一种花状BiOBr的制备方法及在降解罗丹明反应中的应用

①课题来源与背景技术 发明人在分子自组装及其应用方面有了多年的研究积累。这一成果来源于发明人的研究课题。 形貌和组成可控的多组份杂化材料在催化、太阳能转化和光电技术等领域等领域均有极大的潜在应用价值。半导体光催化材料在环境保护方面具有突出的优点和很强的潜在应用价值,是当前环境净化处理的前沿研究课题之一。其中的BiOBr由于具有很高的光催化活性而受到重视,也制备出了各种形状的BiOBr,例如BiOBr纳米片,BiOBr纳米空心球,BiOBr纳米粒子等。 尽管制备BiOBr及其纳米复合材料BiOBr/RGO的方法多种多样,但如何简便地制备形貌和组成可控的BiOBr及其纳米复合材料BiOBr/RGO仍然是个技术难点。多年来,人们一直致力于研究该类材料的制备方法和原理。而用乳液法制备分散性好、形貌可控的花状BiOBr未见报道。 ②技术原理及性能指标 本发明的技术原理是在特定表面活性剂存在的条件下,控制制备条件,使BiOBr的生长速度与成核速度达到平衡,通过分子自组装,形成特定形貌的BiOBr。 表1：本发明所制备的BiOBr光催化降解罗丹明实验结果（不同光照时间） 光照时间 催化剂 催化剂用量/mg 降解率/% 0 BiOBr 30 0 20 BiOBr 30 68.3 40 BiOBr 30 84.2 60 BiOBr 30 87.7 80 BiOBr 30 89.3 100 BiOBr 30 91.8 120 BiOBr 30 96.0 （a） 反应条件：降解浓度为10 mg L-1的罗丹明水溶液20 mL 量取一定量的罗丹明或甲基橙水溶液放入锥形瓶中,放入30 mg BiOBr催化剂,在黑暗处超声分散30 min使其达到吸附平衡,然后在搅拌的条件下,放到太阳光下照射2 h,每隔20 min用722S分光光度计测量水溶液中罗丹明的浓度。 表1是本发明所制备的BiOBr光催化降解罗丹明时不同光照时间的降解率。从表1中可以看出,在太阳光的照射下,BiOBr对降解罗丹明表现出了良好的催化活性。当照射40 min时,水溶液中有84.2%的罗丹明发生了降解,光照时间为120 min时,降解率达到96.0%。 表2：实施例1所制备的BiOBr光催化剂的稳定性实验结果 循环次数 染料 浓度/ mg L-1 照射时间/h 降解率/ % 1 罗丹明 10 2 96.0 2 罗丹明 10 2 89.8 3 罗丹明 10 2 89.3 表2是催化剂BiOBr的稳定性试验。降解20 mL浓度为10 mg L-1的罗丹明水溶液,第一次降解时催化剂用量为30 mg,光照时间2 h,反应完毕后,离心分离,回收催化剂,再加入20 mL浓度为10 mg L-1罗丹明水溶液,进行光照试验,催化剂如此循环使用3次。从表3可以看出：罗丹明的降解率每次都能达到89%以上,这说明BiOBr光催化剂的稳定性良好。 ③技术的创造性与先进性; 本发明的创造性在于发明了一种分散性良好的、形貌和粒径大小可控的花状BiOBr的制备方法。该成果先进性在于：一是制备方法简单,制备温度低;花状BiOBr制备过程简单,采用乳液法一步法完成。二是催化效率高;对于降解罗丹明的反应,当催化剂用量为30 mg时,太阳光作为光源,照射时间为60 min时,罗丹明的降解率为84%,照射时间为120 min时,罗丹明的降解率达到为96%。三是催化稳定性好;催化降解罗丹明水溶液, 连续循环3次,降解率没有明显的降低。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 本成果的技术成熟度还处于初期阶段。本发明属于光催化剂领域,具体涉及一种光催化剂花状BiOBr的制备技术,特别涉及一种分散性好、形貌和粒径大小可控的花状BiOBr的制备技术。本发明所制备的花状BiOBr作为催化剂,用于光降解罗丹明有很好的催化效果。 ⑤应用情况及存在的问题; 该成果还没有大规模应用。主要问题是还处在初级阶段,催化效率还有待于进一步的提高。 ⑥历年获奖情况; 该成果没有获奖。 ⑦成果简介 本发明公开了一种花状BiOBr的制备方法及其应用,属于光催化剂领域。该BiOBr,结构似花,分散性好,花瓣厚度20～40 nm,花冠直径1～1.5 um。本发明制备的花状BiOBr具有以下优点：制备方法简单;催化效率高;催化稳定性好;等。本发明制备的花状BiOBr可作为光催化剂用于降解水中有机污染物罗丹明,表现出了良好的效果。