【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化材料，具體涉及一種近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、恩諾沙星(enrofloxacin，enr)是一種常見的氟喹諾酮類抗生素，廣泛應用于人畜醫藥。但由于enr在人或動物體內只能部分代謝，且生物降解性差，大部分enr最終被排放到水環境中。即使水中存在微量的enr，也會損害人類健康和水生態系統。因此，去除水環境中的enr變得日趨緊迫，需要研發一種經濟高效、綠色環保的enr處理技術。
2、光催化技術被認為是一種有前途且可持續的污染物去除技術，它可以在太陽能的激發下將污染物降解甚至礦化為無害的co2和h2o，這為抗生素類污染物的處理提供了一條新路徑。然而，大多數光催化劑具有窄的光響應范圍，并且不能有效地吸收紅外光(近紅外光占總太陽能的約50％)，這嚴重地限制了太陽光和太陽能的利用，量子效率低。此外，大多數光催化劑的光催化活性遠不能令人滿意，這主要是因為在半導體電荷傳輸中光誘導載流子的高復合率，即在表面上的氧化還原反應。因此，開發具有寬光譜響應的新型光催化材料具有重要意義。近年來，元素摻雜被廣泛用于提高biocl的光催化性能。biocl僅在紫外光區有較好的吸收，通過非金屬硫摻雜可以調節的引入可以產生局域能級，降低半導體材料的帶隙，以提升可見光吸收甚至達到近紅外光響應。專利公開號cn?107999095?a公開了一種硫摻雜氯氧化鉍粉末光催化材料的制備方法，該方法制備的biocl前驅體尺寸較大且形貌不均一，在后續硫摻雜過程中，將biocl溶解在鹽酸溶液中，額外引
3、基于以上所述，本專利技術提出一種近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，采用二次水熱法使biocl納米片在高溫高壓下均勻摻雜s，保持超薄biocl納米片前驅體的形貌下并減小平均尺寸，可以極大提升催化劑的光吸收能力，同時改善了光生電子-空穴分離效率及增強界面電荷的轉移與分離，在近紅外光響應下實現對enr從零到有的降解。
技術實現思路
1、針對以上問題，本專利技術提供一種近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑及其制備方法和應用，通過采用二次水熱法以及控制硫代乙酰胺與biocl納米片的用量，使制得的催化劑為形貌均一的超薄納米片，催化劑光吸收能力較好，可達近紅外光響應。
2、本專利技術通過以下技術方案實現：
3、一種近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)biocl納米片的制備：取五水合硝酸鉍、甘露醇和聚乙烯吡咯烷酮加入水中，室溫下持續攪拌，然后加入氯化鈉飽和溶液，攪拌后，將所得混合溶液置于水熱反應釜中進行水熱反應，反應完成后自然冷卻，將所得產物洗滌后冷凍干燥，得到biocl納米片；
5、(2)硫摻雜biocl納米片的制備：將步驟(1)中的biocl納米片置于水中，攪拌后，得到biocl分散液；取硫代乙酰胺置于水中，攪拌后，得到硫代乙酰胺溶液；將硫代乙酰胺溶液加入biocl分散液中，攪拌后，得到混合溶液；將混合溶液置于水熱反應釜中進行二次水熱反應，反應完成后自然冷卻，將所得產物洗滌后冷凍干燥，得到近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑。
6、進一步地，步驟(2)中，所述所述硫代乙酰胺與biocl納米片的摩爾比為0.04～0.06:1,質量比為1.5～2.3:130。
7、進一步地，步驟(2)中，所述水熱反應的溫度為150～160℃，時間為5～6h。
8、進一步地，步驟(1)中，所述五水合硝酸鉍、甘露醇和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為1:0.4～0.6:0.3～0.5。
9、進一步地，步驟(1)中，所述五水合硝酸鉍與氯化鈉飽和溶液的質體比為1g:1.5～3ml。
10、進一步地，步驟(1)中，所述水熱反應的溫度為150～160℃，時間為2.5～3h。
11、一種如上所述的制備方法制得的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑。
12、進一步地，所述近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的結構為形貌均一的超薄納米片，平均尺寸為70～120nm，在780～1200nm的近紅外光區有光響應。
13、一種如上所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑在光催化降解恩諾沙星中的應用。
14、進一步地，所述近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑在可見光下光照100min后對恩諾沙星的降解率為66.5～67.0，在近紅外光下光照100min后對恩諾沙星的降解率為9.2～9.3％。
15、與現有技術相比，本專利技術的優點及有益效果為：
16、1、本專利技術在一次水熱反應中合成biocl納米片，在二次水熱反應中對biocl納米片進行硫摻雜，在保持前驅體biocl結構下，投入合理比例的硫源，控制硫代乙酰胺與biocl納米片的摩爾比為0.04～0.06:1，在高溫高壓條件下，s2-離子與bi3+的結合能力強，在體相結構中均勻摻雜s使biocl的帶隙減小，極大地提高了光吸收能力，可達近紅外光響應。
17、2、在二次水熱反應中，隨硫源的投入增加，材料的光吸收能力逐步提升。較少硫源投入下，材料光吸收能力提升有限。而投入較多硫源下，雖然材料光吸收能力進一步提升，但是biocl納米片會堆疊使得尺寸變大，甚至有所腐蝕，并生成bi2s3納米片，遮蓋活性位點。因此本專利技術投入合理比例的硫源，在保持biocl納米片形貌均一的同時，提高材料光吸收能力。
18、3、本專利技術的二次水熱反應中，由于s的均勻分散以及較短的水熱反應時間，不生成棒狀bi2s3，保持了前驅體超薄納米片biocl的形貌并減小了平均尺寸(70～120nm)，改善了光生電子-空穴分離效率，增強了界面電荷的轉移與分離，提高了復合材料的光催化活性。本專利技術的催化劑的光吸收能力不僅在380～780nm的可見光區下有較大的提升，在780～1200nm的近紅外光區下也有很好的光響應。
19、4、與biocl納米片相比，在可見光下光照100min后biocl納米片對enr降解率為16.31％，而本專利技術的催化劑對enr降解率為66.87％，在可見光下對enr降解效率有較大提升。在近紅外光下光照100min后biocl納米片對enr降解率為幾乎為零，而本專利技術的催化劑對enr降解率為9.25％，實現了在近紅外光下從零到有的降解性能。
20、5、本專利技術采用二次水熱法進行制備，操作簡單，條件溫和且易控，制備過程中所需原料用量少，無需進行離心等復雜繁瑣的操作，制備成本低，易于推廣應用。
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1.一種近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硫代乙酰胺與BiOCl納米片的摩爾比為0.04～0.06:1，質量比為1.5～2.3:130。
3.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述水熱反應的溫度為150～160℃，時間為5～6h。
4.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述五水合硝酸鉍、甘露醇和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為1:0.4～0.6:0.3～0.5。
5.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述五水合硝酸鉍與氯化鈉飽和溶液的質體比為1g:1.5～3mL。
6.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的制備方法，其特
7.一種如權利要求1-6任一所述的制備方法制得的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑。
8.根據權利要求7所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑，其特征在于，所述近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的結構為形貌均一的超薄納米片，平均尺寸為70～120nm，在780～1200nm的近紅外光區有光響應。
9.一種如權利要求7所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑在光催化降解恩諾沙星中的應用。
10.根據權利要求9所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑的應用，其特征在于，所述近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜BiOCl光催化劑在可見光下光照100min后對恩諾沙星的降解率為66.5～67.0％，在近紅外光下下光照100min后對恩諾沙星的降解率為9.2～9.3％。
...【技術特征摘要】
1.一種近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硫代乙酰胺與biocl納米片的摩爾比為0.04～0.06:1，質量比為1.5～2.3:130。
3.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述水熱反應的溫度為150～160℃，時間為5～6h。
4.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述五水合硝酸鉍、甘露醇和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為1:0.4～0.6:0.3～0.5。
5.根據權利要求1所述的近紅外光響應的超薄納米片硫摻雜biocl光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述五水合硝酸鉍與氯化鈉飽和溶液的質體比為1g:1.5～3ml。
6.根據權利要求1所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：米艷，溫加俊，胡飛龍，鄧學錕，陳世梅，梁曉靜，
申請(專利權)人：廣西民族大學，
類型：發明
國別省市：
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