一种高稳定可见光催化活性的β-Bi₂O₃/TiO₂-NTs复合光催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种高稳定可见光催化活性的β-Bi2O3/TiO2-NTs复合光催化剂的制备方法，该方法是采用电化学阳极化的方法，在Ti板上预生长一层直立有序的TiO2-NTs纳米管作为中间层，然后在硝酸铋溶液中脉冲电沉积Bi纳米颗粒，最后置于管式炉氧气氛围中煅烧形成β-Bi2O3晶型，制备出β-Bi2O3/TiO2-NTs复合光催化剂。与传统α-Bi2O3，TiO2光催化剂相比，该光催化剂可见光响应延伸至495nm；而与传统β-Bi2O3光催化剂相比，该光催化剂价带电位提升至2.28eV，空穴氧化能力增强且稳定性大大提高。

主权项

一种高稳定可见光催化活性的β‑Bi2O3/TiO2‑NTs复合光催化剂的制备方法，其特征在于，采用电化学沉积方法，在Ti板上预生长一层直立有序的TiO2‑NTs纳米管作为中间层，然后在硝酸铋溶液中脉冲电沉积Bi纳米颗粒，最后置于管式炉氧气氛围中煅烧形成β‑Bi2O3晶型，制备出双向掺杂改性的β‑Bi2O3/TiO2‑NTs复合光催化剂；具体步骤如下：（1）将纯钛片表面机械打磨抛光，清洗干净；（2）以0.1～1.0wt%NH4F和1.6～2.0wt%支持电解质Na2SO4为溶质，加入10～50 wt%醇类添加剂，其余为溶剂水，其总重量满足100%，配制电解液；（3）以步骤（1）中的钛片为工作电极，铂片为对电极，采用步骤(2)所得电解液，进行电化学阳极氧化处理，在钛基表面获得有序的TiO2纳米管得到TiO2‑NTs；（4）将Bi(NO3)3·5H2O、HCl和EDTA配制成电镀液，该电镀液中硝酸铋的浓度为0.1 mol/L～1 mol/L，HCl的浓度为0.5mol/L～5 mol/L，EDTA的浓度为0.01mol/L～0.08 mol/L；（5）以步骤（3）制备的TiO2‑NTs为目标电极垂直浸没于步骤(4)所得电镀液中，超声处理驱赶走TiO2纳米管内空气，并使电镀液进入TiO2纳米管内；（6）以步骤（5）超声处理后的TiO2‑NTs为工作电极，铂片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，将其垂直浸没于支持电解质中，采用脉冲电沉积方法把铋纳米颗粒沉积到TiO2纳米管中，得到Bi/TiO2‑NTs；（7）重复步骤（5）与步骤（6）5~20次；（8） 以步骤（7）制备的Bi/TiO2‑NTs置于管式炉中煅烧形成β‑Bi2O3晶型，制备β‑Bi2O3/TiO2‑NTs光催化剂。