背景技术
[0002] 在过去的几十年里,利用光催化技术来降解工业生产中产生的各种废物已成为当前的研究热点之一。TiO2是最具有代表性的催化剂,但TiO2的带隙为3.2eV,是一种宽带隙半导体,只能在紫外光下才能发挥作用,因此不论从完善光催化降解理论的角度还是从实际应用的方面来说都有必要寻找新型的光催化剂。近来,卤化氧铋BiOX(X=Cl,Br,I)系列半导体材料因其在颜料、光学、电化学尤其是催化性能方面的优异表现而引起了人们广泛关注,BiOBr微、纳米材料在可见光区域内也是一种优良的光催化剂,能够有效地降解有机物。目前已发现有多种方法可以用来制备BiOBr微纳米材料,主要包括:微波法、离子液体法、反相微乳液法、溶剂热及水热法等,例如:Xia课题组通过使用具有反应性的离子液体制备出了具有高催化活性的球状BiOBr多孔及空心微纳结构(Dalton Trans.,2011,40,5249-5258);Zhang课题组通过使用微波辅助的溶剂热法得到了BiOBr微球(J.Colloid Interface Sci.,2011,354,630–636);Qian课题组通过选择性水热合成获得了花状BiOBr微结构(J.Solid State Chem.,2011,184,1459–1464);Jiang课题组通过水热法制备了片状BiOBr微结构(J.Photochem.Photobiol.A:Chemistry,2010,212,8–13)。这些制备出来的BiOBr材料都表现出较好的光催化降解有机染料的性能。但上述制备BiOBr的过程中通常会使用到有机或者无机酸、有机溶剂及一些特殊的设备,而这些原料及实验设备的使用既会增加制备成本又会对环境造成不利影响,因此,探索简单、温和的制备路线仍显得非常必要。
[0003] 为了提高BiOBr的光催化性能,cheng课题通过原位离子交换法在BiOBr上负载了AgBr(Chem.Commun.,2011,47,7054–7056),由于银的卤化物在光照下会部分分解为银纳米颗粒;银纳米颗粒的表面等离子共振(SPR)导致其强烈地吸收可见光,因此产生的Ag/AgX材料在可见光的照射下拥有很好的光催化降解性能及稳定性。空穴/电子对的复合是限制催化剂活性的主要因素,Fu课题组将BiOBr沉积在C3N4上形成BiOBr–C3N4异质结(J.Mater.Chem.,2012,22,21159),可以有效地分开空穴/电子对;Jiang课题组通过将Fe掺杂在BiOBr中形成空心花状的BiOBr(J.Mater.Chem.A,2013,1,2406),空心花状的BiOBr具有较大的比表面积可以吸附大量的有机物,并发现Fe对光催化活性有很大影响;由于ZnFe2O4可以吸收波长为653nm的光,Kong课题组将ZnFe2O4掺杂在上形成BiOBr–ZnFe2O4异质结(Chem.Commun.,2011,47,5512–5514),研究显示,BiOBr的光催化性能得到了显著的提升。
[0004] 本发明设计了一条简单的合成BiOBr微纳结构的方法上,在常温常压下利用金属Ni微球作为牺牲模板,成功地合成出具有花状结构的溴化氧铋,光催化实验显示,这种特殊形貌的BiOBr具有优异的可见光降解有机小分子的性能。