一种莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料、制备及应用的制作方法

本发明涉及一种莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料、制备及应用，是一种用于可见光催化降解水体环境中有机污染物的环境修复材料，属于材料制备和环境修复领域。

背景技术：

长期以来，各种工业生产中需要使用大量的化学原料，进而产生大量高浓度的水体污染物。这些污水中往往含有很多有毒的有机物质，不经处理或者处理不彻底的排放，已经对水资源造成了严重的污染。因这些有机污染物很难被降解，有很强的毒性和致癌性，故其已经成为危害人类生存的大问题。因此，找到去除水体中有机污染物的方法已经成为亟待解决的科学问题和实际问题。

光催化氧化反应以半导体材料作为光催化剂，能够将难降解的有机物氧化降解为低毒或无毒的脂肪族小分子或直接矿化为CO₂和H₂O等无机物，是一种极具潜力的绿色高级氧化技术。稳定、廉价、高性能的半导体光催化材料是光催化技术的核心。TiO₂有氧化能力强、催化活性高、稳定、无毒等优势，但是，TiO₂是一种本征宽禁带半导体，其量子效率低与太阳能利用率低的难题始终制约着TiO₂光催化材料的大规模工业应用。因此，研究人员一直积极致力于新型高效、可见光(占太阳光总能量43％)响应光催化材料的开发。

铋系半导体作为光催化材料的重要组成部分，其最具代表性的化合物当属BiOX(X＝Cl、Br、I)类新型层状半导体材料。含铋化合物具有廉价、环保的特点，近来逐渐成为光催化剂研究开发的一个热点。卤氧化铋光催化剂具有良好的催化性能，它们在可见光区均存在明显的吸收。其原因在于，卤氧化铋化合物BiOX(X＝Cl、Br、I)具有沿c轴方向双离子层和Bi₂O₂层交替排列构成的层状晶体结构，是一类重要的层状结构半导体，这种具有开放式和间接跃迁的层状晶体结构有利于光生电子空穴对的有效分离和电荷转移。其中，BiOBr和BiOI的禁带宽度较窄可以直接被可见光激发，但其光生电子空穴对复合快以致量子效率低，而且纯BiOX(X＝Cl、Br、I)不够稳定(P.Wang,Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,7931-7933；X.Wang,Nature Mater.2009,8,76-80.)，限制了它们的实际应用。

尽管BiOX(X＝Cl、Br、I)被视为新一代高性能环境友好、可见光响应的光催化材料，但是仍然受到以下三大关键科学问题的制约：(1)单体BiOX(X＝Cl、Br、I)量子效率低。BiOX(X＝Cl、Br、I)独特的层状结构和间接带隙跃迁模式虽然有利于光生电子–空穴对的有效分离与电荷转移，但是单体BiOX(X＝Cl、Br、I)中光生电子和空穴在迁移过程中仍然存在较大的复合几率，大大降低了其光催化效率，使其在处理一些含有难降解有机物或者有机物浓度较高、量较大的工业废水时，难以满足使用要求。(2)宽带隙BiOX(X＝Cl、Br)对太阳能利用率低。宽带隙BiOCl仅对紫外光响应，BiOBr对可见光响应范围有限，BiOI虽然对可见光具有较强的吸收，然而提供I-的碘盐，如NaI、KI价格昂贵，不利于BiOI的大规模应用。因此，如何拓展宽带隙BiOX(X＝Cl、Br)对可见光的响应范围，提高量子产率，成为BiOX(X＝Cl、Br、I)材料中亟需解决的关键问题之一。(3)BiOX(X＝Cl、Br、I)纳米光催化剂的固载：目前，所合成的不同微结构形式BiOX(X＝Cl、Br、I)均为粉体材料。粉体催化剂虽然在反应液中分散性好、与反应液接触面积大、催化效率高，但是存在易团聚、难以回收循环利用和二次污染的问题。因此，如何将BiOX(X＝Cl、Br、I)纳米结构单元引入合适载体中来实现催化剂固载，已经成为BiOX(X＝Cl、Br、I)光催化材料研究中的又一关键问题。

鉴于当前光催化材料研制的局限性，有关光催化降解有机物的研究依然处于实验室阶段。尽管己证明多数有机物可被成功降解，但是仍然被上述的三大关键问题所制约(1.量子效率低；2.宽带隙对太阳能利用率低；3.纳米光催化剂的固载问题)。故此项技术仍未能很好的进行实际应用。因此，制备具有简易、环境友好、微结构可调控且适于规模化生产等优点的制备方法的同时，又能有效解决上述三大关键性的科学问题，对于光催化剂材料的发展与应用至关重要。

技术实现要素：

本发明的目的是解决传统光催化降解材料的禁带宽度大、量子效率低、稳定性不好、可见光活性弱等问题，提供一种基于莲藕状微纳分级结构多孔碳材料与BiOX(X＝Cl、Br、I)复合的高效光催化降解复合材料的制备方法和将其用于处理水体中有机污染物的使用方法。

本发明的技术方案是：为了获得新型廉价高效易回收的光催化降解复合材料，需选取低成本、易制备的载体，并在该载体上负载光催化剂以达到高效降解水体中有机污染物的目的，研究其使用条件和回收方法，以获得新颖的、低成本、高效易回收、可重复使用的有机废水光催化降解复合材料。香蒲草基多孔碳材料不但保留了香蒲草本征的骨架结构，而且有相互连通莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料-微纳分级的孔隙结构，因此，其可作为光催化剂的载体，载体上负载纳米BiOX(X＝Cl、Br、I)的掺杂体，制备成高效光催化降解复合材料，用于水体环境修复。

一种莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料，采用微波辐射法进行制备具体包括以下步骤：

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，在惰性气体保护下碳化，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳；

(2)将莲藕状的多孔碳加到乙醇和乙二醇混合溶液中搅拌，然后加入铋盐，记为溶液1；同时将相同摩尔比的卤化物溶于乙醇和乙二醇混合溶液，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下继续搅拌；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器，采用不同功率进行微波反应；

(5)待溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物后用蒸馏水和无水乙醇洗涤，然后在真空干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料。

进一步，步骤(1)中获得的莲藕状多孔碳碳化温度为550℃-1200℃，碳化时间为0.5-10小时。

进一步，步骤(2)中乙醇和乙二醇混合溶液的体积比为1：0.1～10。

进一步，步骤(2)中卤化物是卤化钾或卤化钠。卤化钾为KI，KCl，KBr中的一种；卤化钠为NaI，NaCl，NaBr中的一种。

进一步，步骤(2)中卤化物也可以是表面活性剂类的十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵。

进一步，步骤(2)中铋盐是Bi(NO₃)₃·5H₂O或BiCl₃。

进一步，步骤(4)中微波反应器的反应功率为100～1500W，微波反应的反应时间为1～90min。

本发明所述的莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料用于处理污水中难降解有机污染物。具体过程为：

(1)称取一定质量的莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料，倒入含有有机废水的光催化装置中，光照一段时间，进行光催化反应；

(2)根据吸光度或者其他方法测试被莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料降解后的浓度，直至污水中的有机物含量达标。

所述的有机污水中的有机污染物为甲基橙、罗丹明B、苯酚和多环芳烃、双酚A等。

本发明利用低成本的香蒲草制备成莲藕状多孔碳/卤氧铋半导体复合光催化材料的制备新型高性能可见光催化降解复合材料处理水体中有机污染物。与已有的技术相比，其优点在于：

(1)本发明为一种莲藕状多孔碳/BiOX(X＝Cl、Br、I)半导体复合光催化材料的制备方法，其原料香蒲草材料来源丰富，方便易得，成本低廉，且制备流程简易，低碳环保，可实现大规模生产；

(2)本发明提供一种莲藕状多孔碳/BiOX(X＝Cl、Br、I)半导体复合光催化材料的制备方法，这种复合材料稳定性好、催化能力强；

(3)本发明所制备的复合材料，其用于处理污水中难降解有机污染物，效果显著。

原理解释：

将BiOX(X＝Cl、Br、I)与多孔碳材料复合，不仅可以提高光催化剂的稳定性，而且可以利用多孔碳材料超强的吸附性能，减小有机污染物与BiOX(X＝Cl、Br、I)的反应距离，从而增加光催化降解的效率。申请人直接碳化枯萎的香铺草后发现，香蒲草基多孔碳材料，不仅保留了香蒲草本征的骨架结构，并具有相互连通莲藕状-微纳分级的孔隙结构，极大地增加了材料的比表面积。将该多孔碳材料与BiOX(X＝Cl、Br、I)复合成莲藕状多孔碳/BiOX(X＝Cl、Br、I)微纳分级复合材料，可以用于光催化降解水体中有机污染物。在与BiOX(X＝Cl、Br、I)复合过程中，这种相互连通的孔道结构使得BiOX(X＝Cl、Br、I)能够充分进入孔道与多孔碳复合，从而使该复合材料具有良好的“协同效应”。在光催化过程中，多孔碳超强的吸附能力能将有机污染物牢牢吸附在表面和内部孔道上，大大增加了BiOX(X＝Cl、Br、I)与有机污染物的接触面积，同时也能极大地减小反应的距离。因此，这种莲藕状多孔碳与BiOX(X＝Cl、Br、I)高效光催化性能相结合，其所具有的“协同效益”增强了其光催化性能。

莲藕状多孔碳高的比表面积和莲藕状的大孔、对反应物分子的有效吸附以及对光生电子-空穴对的有效分离是复合材料性能提高的三大因素。复合材料两相间形成了C-Bi化学键的结合，这种化学键的形成使得莲藕状多孔碳的结构更加完整，极大的提高了复合材料的光催化性能。有希望推动香蒲草基莲藕状多孔碳及其铋系化合物复合材料在环境保护、光电化学转化、光解水等领域的应用。

附图说明

图1为实施例1所制得莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料的(a)SEM图和(b)局部放大图。

图2为实施例1所制得莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料的XRD图谱。

图3为实施例1所制得莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料(a)紫外-可见漫反射图谱及其对应的(b)带隙值图谱。

图4为实施例1所制得莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图5为实施例1所制得莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料的降解率图谱。

图6为实施例2所制得莲藕状多孔碳/BiOBr半导体复合光催化材料的SEM图(a)和局部放大图(b)。

图7为实施例2所制得莲藕状多孔碳/BiOBr半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图8为实施例2所制得莲藕状多孔碳/BiOBr半导体复合光催化材料的降解率图谱。

图9为实施例3所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半导体复合光催化材料的SEM图(a)和局部放大图(b)。

图10为实施例3所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图11为实施例3所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半导体复合光催化材料的降解率图谱。

图12为实施例4所制得莲藕状多孔碳/BiOCl半导体复合光催化材料的SEM图(a)和局部放大图(b)。

图13为实施例4所制得莲藕状多孔碳/BiOCl半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图14为实施例4所制得莲藕状多孔碳/BiOCl半导体复合光催化材料的降解率图谱。

图15为实施例5所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料的SEM图(a)和局部放大图(b)。

图16为实施例5所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图17为实施例5所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料的降解率图谱。

图18为实施例6所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半导体复合光催化材料的SEM图(a)和局部放大图(b)。

图19为实施例6所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图20为实施例6所制得莲藕状多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半导体复合光催化材料的降解率图谱。

图21为实施例7所制得莲藕状多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料的SEM图。

图22为实施例7所制得莲藕状多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料的光催化图谱。

图23为实施例7所制得莲藕状多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料的降解率图谱。

具体实施方式

利用香蒲草基多孔碳材料保留了香蒲草本征的骨架结构，并具有相互连通莲藕状-微纳分级的孔隙结构的特征。以香蒲草为原料采用简易工艺制备具有相互连通孔隙结构的3D多孔碳材料，这种相互连通的孔道结构使得BiOX(X＝Cl、Br、I)能够充分进入孔道与多孔碳复合，从而使该复合材料发挥其“协同效益”，制备出可重复使用的、高效的新型可见光催化降解复合材料。用于降解有机污染物，达到治理水体污染的目的。

实施例1

1.材料制备：

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中烧杯中搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将3m mol的KI(0.4980g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用500W进行微波反应50分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/碘氧铋半导体复合光催化材料。

2.材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。

图1为实施例1所制得样品的SEM图，从图中可以看出，BiOI以片层状的形式生长在莲藕状多孔碳的表面。

图2为实施例1所制得样品的XRD图谱，2θ角在29.65°、45.38°、55.15°有衍射峰分别对应(102)、(200)、(212)等主要晶面，与BiOI标准谱图(JCPDS No.10-0445)相一致，其中2θ角在29.65°对应的衍射峰强度最大；而2θ角在31.59°、66.23°、75.23°对应的衍射峰为C的衍射峰。这表明确实合成了莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料。

图3(a)为该复合材料的紫外-可见漫反射光谱，由图可知该复合材料在400～600nm的可见光区有较强的吸收。由UVDRS图谱根据公式(ahv)^1/2＝A(hv－E_g)，用(ahv)^1/2对hv作图，得到图(b)。由(b)图可知，复合材料的带隙比纯的BiOI有较为明显的下降(纯BiOI的禁带宽度为1.72～1.93)。这表明制得的复合材料提高了对可见光的吸收利用率，为提高可见光催化活性提供了可能。

图4图5可见，反应制备的莲藕状多孔碳/BiOI半导体复合光催化材料具有良好的光催化性能。在500W氙灯照射下，120分钟该复合材料对RhB的降解率可达85％以上。

实施例2

材料制备：(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中烧杯中搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将3m mol的KBr(0.3570g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用600W进行微波反应40分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/BiOBr半导体复合光催化材料

材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOBr半导体复合光催化材10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOBr半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。

实施例3

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中烧杯中搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将1.5m mol的KI(0.2490g)和1.5m mol的KBr(0.1785g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用700W进行微波反应35分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半导体复合光催化材料

材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半导体复合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Br_0.5半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。

实施例4

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将3m mol的KCl(0.225g)溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用500W进行微波反应50分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/BiOCl半导体复合光催化材料

材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOCl半导体复合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOCl半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。

实施例5

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将1.5m mol的三甲基十六烷基氯化铵和1.5m mol的KI，溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇4ml，乙二醇16ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用600W进行微波反应40分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料

材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOI_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。

实施例6

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将0.6m mol的KI(0.225g)和2.4m mol的十六烷基三甲基溴化铵溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇2ml，乙二醇18ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用700W进行微波反应35分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/BiOI0.2Br0.8半导体复合光催化材料

材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半导体复合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOI_0.2Br_0.8半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。

实施例7

(1)风干后的香蒲草置于管式炉中，惰性气体保护下碳化一段时间，冷却后收集的黑色粉末即为莲藕状的多孔碳。

(2)将36mg的莲藕状的多孔碳加到20ml乙醇和乙二醇混合溶液中搅拌30分钟(其中乙醇8ml，乙二醇12ml)，然后加入3m mol(1.4553g)的Bi(NO₃)₃·5H₂O，记为溶液1；同时将1m mol的KCl(0.7456g)、0.5m mol的三甲基十六烷基氯化铵、1m mol的NaBr(0.1029g)和0.5m mol的三甲基十六烷基溴化铵溶于20ml乙醇和乙二醇混合溶液中(其中乙醇5ml，乙二醇15ml)，记为溶液2；

(3)溶液1和2室温下快速搅拌30min；将搅拌后的溶液2快速加入溶液1中，并在室温下快速搅拌60min；

(4)将上述混合后的液体装入微波反应器用1000W进行微波反应25分钟；

(5)待微波反应后的溶液自然冷却至室温，离心出沉淀物并用蒸馏水和无水乙醇各洗涤二次，然后再60℃的干燥箱内烘干，得到莲藕状多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料

材料应用：

(1)称取莲藕状多孔碳/BiOBr_0.5Cl_0.5半导体复合光催化材料10mg，倒入光催化瓶中；

(2)量取已配置好的10mg/L的罗丹明B溶液50ml，倒入上述光催化瓶中；

(3)将混合溶液装入光催化仪中，快速搅拌，暗吸附60min，使其达到吸附平衡；

(4)用注射器吸取溶液4ml，标号并避光储存；

(5)打开500W氙灯，并开始计时，每隔10分钟重复(4)中过程，直到取样120分钟为止；

(6)将取出的样品离心，用一次性吸管取上层清夜滴入比色皿中，并用紫外-可见分光光度仪测出吸光度；

(7)根据吸光度计算制备的莲藕状多孔碳/BiOBr0.5Cl0.5半导体复合光催化材料对有机污染物罗丹明B的降解率。