BiOCl/Zn-Al LDHs复合材料的制备及光催化性能研究

2018-12-21,

石家庄铁道大学学报(自然科学版) 2018年4期

(石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050043)

0 引言

层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides, LDHs)，俗称水滑石类化合物。它是一类典型的阴离子型插层材料，由金属氢氧化物构成主体层板，阴离子以及一些水分子等客体嵌入到层间而形成的独特的层状结构[1]。LDHs具有层间阴离子交换性、主体元素多变性、层板可剥离性等性质，因而被广泛地用作催化剂或催化剂载体[2-4]。

近年来，将导价带匹配的半导体材料进行复合形成异质结结构的方法备受青睐。异质结结构能够有效降低电子—空穴对的复合率，提高催化剂的光催化性能[5-6]。Ma et al[7]利用离子交换法制备了BiOCl-NiFe-LDH复合材料，在可见光下对罗丹明B的降解效果是单一NiFe-LDH的3倍。Li et al[8]将Bi2MoO6与Zn-Al LDH进行复合合成了Bi2MoO6/Zn-Al LDH异质结结构，实验发现当Zn-Al LDH质量分数为5.5%时，复合物对罗丹明B的降解效果最佳。

Zn-Al LDHs是锌铝水滑石的一种，制备工艺简单、原料价廉，但是对光的吸收性能不好。本文通过水热法制备了BiOCl微球，并在共沉淀法制备Zn-Al LDHs过程中将片状LDHs与BiOCl复合，以甲基橙MO为目标染料对BiOCl/Zn-Al LDHs复合催化剂的催化性能进行了评估，实验表明，BiOCl的引入增强了复合材料对光的吸收性能，进一步提升了复合材料的光催化活性。

1 实验

1.1 原料

所用试剂包括硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)，硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)，硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)，乙二醇((CH2OH)2)，无水乙醇(C2H5OH)，氢氧化钠(NaOH)，氯化钠(NaCl)，甲基橙(C14H14N3SO3Na，MO)，乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2Na2O8·2H2O，EDTA-2Na)，异丙醇((CH3)2CHOH，IPA)，抗坏血酸(C6H8O6，AA)均为分析纯并未进一步纯化。