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C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在光催化降解染料中的应用

阅读：145发布：2020-05-08

专利汇可以提供C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在光催化降解染料中的应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在光催化降解染料中的应用，所述C/Bi/Bi2MoO6极化材料是通过先制备EDTA-Bi前驱体，再通过EDTA-Bi前驱体制备C/Bi/Bi2MoO6 复合材料，最后制备得到C/Bi/Bi2MoO6极化材料；本发明的C/Bi/Bi2MoO6极化材料具有价格低廉、制备方法简单、良好的稳定性等优点，同时在光催化降解有色染料孔雀石绿和无色染料双酚A的表现出较好的效果，不仅适用于有机污染物的去除和水的净化，也适用于工业的循环利用。，下面是C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在光催化降解染料中的应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.C/Bi/Bi2MoO6极化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）EDTA-Bi前驱体的制备
将浓硝酸稀释于水中，所述浓硝酸与水的体积比为1：25-30，再向硝酸溶液中加入Bi(NO3)3·5H2O和EDTA，所述Bi(NO3)3·5H2O和EDTA的物质的量之为1:1，超声溶解20min，再使用质量分数为14%的NH3·H2O调节溶液的pH=6.5，搅拌2h，离心后收集固体沉积物并置于95-
105℃下干燥18-22h，即可得到EDTA-Bi前驱体；
（2）C/Bi/Bi2MoO6 复合材料的制备
称取Bi(NO3)3·5H2O溶解于乙二醇中，得到甲液，所述甲液中Bi(NO3)3·5H2O和乙二醇的质量体积比为300-350:1；称取Na2MoO4·2H2O溶解于乙二醇中，得到乙液，所述乙液中Na2MoO4·2H2O和乙二醇的质量体积比为80-90:1；所述甲液与乙液的体积相等，且Bi(NO3)3·5H2O与Na2MoO4·2H2O的质量的量之比为2-3:1；
向甲液中加入步骤（1）中制备的EDTA-Bi前驱体，所述EDTA-Bi前驱体与甲液中Bi(NO3)3·5H2O的质量比为1:30-40，充分搅拌后，再将乙液滴入甲液中，搅拌使其充分反应，得到丙液；再向丙液中加入乙醇，所述乙醇的体积为丙液体积的2倍，充分搅拌后转入高压釜中，在150-170℃下反应9-11h，自然冷却至室温，将得到的固体用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在55-65℃下烘干后置于温度为380-420℃的马弗炉中煅烧3h，即可得到粉末状的C/Bi/Bi2MoO6复合材料；
（3）C/Bi/Bi2MoO6极化材料的制备
准确称取聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶于乙酸乙酯中，所述聚甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙酯的质量体积比为1-2:1，再向其中加入步骤（2）中制备的C/Bi/Bi2MoO6粉末，所述C/Bi/Bi2MoO6与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为15-17:1，搅拌20-40min后将混合液涂至ITO导电玻璃上，再将导电玻璃置于50-60℃干燥，再盖上一层ITO导电玻璃，固定ITO导电玻璃并将导电玻璃的两端通30V直流电压，通电1h后，再用丙酮溶液浸泡分散ITO导电玻璃上的粉末，将溶液离心后，收集固体并置于60℃下干燥，即可得到C/Bi/Bi2MoO6极化材料。
2. C/Bi/Bi2MoO6极化材料，其特征在于：所述C/Bi/Bi2MoO6极化材料是使用权利要求1的方法制备而成。
3.如权利要求2所述的C/Bi/Bi2MoO6极化材料在光催化降解染料中的应用。
4.如权利要求3所述的C/Bi/Bi2MoO6极化材料在光催化降解染料中的应用，其特征在于：所述染料为孔雀石绿和双酚A。

说明书全文

C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在光催化降解染料

中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及光催化材料技术领域，具体是C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在光催化降解染料中的应用。

背景技术

[0002] 随着工业快速的发展，环境污染问题也变得愈加严重。因此，环境保护已成为未来发展中最重要的工作之一。自从Honda和Fujishima在1970年代证明了TiO2能在紫外光下应用于光催化以来，由半导体材料组成的光催化应用被认为是解决环境问题可靠的解决方案之一。光催化剂很容易吸收人造光或天然太阳能，而这种太阳能遍及了世界各地。如今，基于半导体的光催化技术由于其在环境保护和可持续能源方面具有巨大的潜力而备受关注，例如，消除有机污染物和分解水从而产生氢气等能源物质。TiO2是一种知名的半导体材料，对有机污染物的氧化降解具有良好的光催化活性。但是，TiO2的带隙较大（约为3.5eV），可见光利用效率也很差，这阻碍了其在光催化领域上的应用。

[0003] 铋基光催化剂因其种类繁多，独特的电子结构，优异的可见光吸收能力和较高的有机化合物降解能力而吸引了研究人员的兴趣。而带隙约为2.70eV的Bi2MoO6由于具有较好的优势（如适用于可见光激发和形貌可控等）而被视为有前途的光催化剂之一。Bi2MoO6是层状与Aurivillius相关的氧化物家族中的成员之一，由MoO42-与[Bi2O2]2+的结构组成，作为基于Bi的三元金属氧化物光催化剂，它在可见光照射下通常表现出较强的光催化性能。然而，由于光生电荷的快速重组，限制了其光催化催化活性。因此，修饰Bi2MoO6以改善半导体光催化活性是一个严峻的挑战。

[0004] 研究人员尝试了各种策略，包括贵金属沉积，元素掺杂和半导体复合材料等。其中，贵金属的表面等离子体共振（SPR）效应被认为是提高光催化效率的关键方法，Au，Ag和Pt等贵金属已经被广泛报道应用于提升半导体的光催化活性。然而，使用贵金属为基础的半导体材料来处理环境污染问题会导致出现巨大的开支，并且材料不易回收使用。最近，研究人员发现金属Bi具有紫外线介导的SPR效应，并且是良好的直接等离激子光催化剂，可代替贵金属应用于半导体的材料改性。而元素掺杂（C、N、S等元素）能使催化剂表面性质趋于稳定，并且也可以增强光催化活性。与此同时，铁电极化改性半导体被证明是一种通过内部极化来有效分离光生载流子的可行策略，可进一步提高光催化性能。因此，本发明研发一种C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法以及在催化染料中的应用具有十分重要的意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是针对目前使用贵金属为基础的半导体材料处理环境污染会导致成本过高，并且材料不易回收使用等问题，提供一种C/Bi/Bi2MoO6极化材料及其制备方法，并将其应用于催化染料中，本发明的C/Bi/Bi2MoO6极化材料具有价格低廉，制备方法简单，对有色染料孔雀石绿和无色染料双酚A的光催化效果好等优点，具有良好的应用前景。

[0006] 为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明的C/Bi/Bi2MoO6极化材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）EDTA-Bi前驱体的制备
将浓硝酸稀释于水中，所述浓硝酸与水的体积比为1：25-30，再向硝酸溶液中加入Bi(NO3)3·5H2O和EDTA，所述Bi(NO3)3·5H2O和EDTA的物质的量之为1:1，超声溶解20min，再使用质量分数为14%的NH3·H2O调节溶液的pH=6.5，搅拌2h，离心后收集固体沉积物并置于95-
105℃下干燥18-22h，即可得到EDTA-Bi前驱体；
（2）C/Bi/Bi2MoO6复合材料的制备
称取Bi(NO3)3·5H2O溶解于乙二醇中，得到甲液，所述甲液中Bi(NO3)3·5H2O和乙二醇的质量体积比为300-350:1；称取Na2MoO4·2H2O溶解于乙二醇中，得到乙液，所述乙液中Na2MoO4·2H2O和乙二醇的质量体积比为80-90:1；所述甲液与乙液的体积相等，且Bi(NO3)3·5H2O与Na2MoO4·2H2O的质量的量之比为2-3:1；
向甲液中加入步骤（1）中制备的EDTA-Bi前驱体，所述EDTA-Bi前驱体与甲液中Bi(NO3)3·5H2O的质量比为1:30-40，充分搅拌后，再将乙液滴入甲液中，搅拌使其充分反应，得到丙液；再向丙液中加入乙醇，所述乙醇的体积为丙液体积的2倍，充分搅拌后转入高压釜中，在150-170℃下反应9-11h，自然冷却至室温，将得到的固体用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在55-65℃下烘干后置于温度为380-420℃的马弗炉中煅烧3h，即可得到粉末状的C/Bi/Bi2MoO6复合材料；
（3）C/Bi/Bi2MoO6极化材料的制备
准确称取聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶于乙酸乙酯中，所述聚甲基丙烯酸甲酯与乙酸乙酯的质量体积比为1-2:1，再向其中加入步骤（2）中制备的C/Bi/Bi2MoO6粉末，所述C/Bi/Bi2MoO6与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为15-17:1，搅拌20-40min后将混合液涂至ITO导电玻璃上，再将导电玻璃置于50-60℃干燥，再盖上一层ITO导电玻璃，固定ITO导电玻璃并将导电玻璃的两端通30V直流电压，通电1h后，再用丙酮溶液浸泡分散ITO导电玻璃上的粉末，将溶液离心后，收集固体并置于60℃下干燥，即可得到C/Bi/Bi2MoO6极化材料。

[0007] 本发明提供的C/Bi/Bi2MoO6极化材料是通过上述方法制备而成。

[0008] 本发明还提供了C/Bi/Bi2MoO6极化材料在催化染料中的应用。

[0009] 优选地，本发明中所述染料为孔雀石绿和双酚A。

[0010] 本发明中所用的五水硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、二水钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)、乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2Na2O8·2H2O)、无水乙醇(C2H5OH)、乙二醇(C2H6O2)和罗丹明B(C28H37ClN2O3)所有试剂均为分析纯。

[0011] 本发明基于金属Bi和非金属C改性半导体材料的优点，利用简易法合成EDTA-Bi先驱物，再通过溶剂热法制备出C/Bi/Bi2MoO6复合光催化剂，再将制备好的复合光催化剂在可溶性有机（聚甲基丙烯酸甲酯溶于乙酸乙酯）-无机（C/Bi/Bi2MoO6）复合膜的辅助下制备出C/Bi/Bi2MoO6极化材料。在模拟可见光的条件下，与原始Bi2MoO6以及C/Bi/Bi2MoO6复合材料相比，C/Bi/Bi2MoO6极化材料光降解孔雀石绿和双酚A的性能均有明显提升。这种通过使用廉价易制备的前驱物EDTA-Bi引入C和Bi的方法，很好地避免了还原剂对环境的污染以及节约了实验成本。并且，可溶性有机-无机复合膜的辅助法电极化半导体材料是一种大规模制造极化材料的有效途径，可促进铁电极化光催化剂朝着更好的方向发展。

[0012] 本发明的优点是：（1）本发明的C/Bi/ Bi2MoO6极化材料具有良好的光催化降解性能和较强的光催化稳定性，能有效降解有色染料孔雀石绿（MG）和无色染料双酚A（BPA），比较适用于有机污染物的去除和水的净化，适用于工业的循环利用。

[0013] （2）本发明的C/Bi/ Bi2MoO6极化材料的制备方法简单，合成原料无毒易收集，成本低廉，避免了制备过程中使用还原剂对环境的污染。

[0014] （3）本发明通过可溶性有机-无机复合膜的辅助下制备出C/Bi/ Bi2MoO6极化材料，此种方法适用于大量生产极化半导体材料。

[0015] （4）本发明制备的C/Bi/ Bi2MoO6复合材料以及C/Bi/ Bi2MoO6极化材料的微观形貌比较均一，层状结构有利于提高光的利用率，适用于光催化方向。

[0016] 说明书附图图1是纯Bi2MoO6与C/Bi/Bi2MoO6复合材料的XRD对比图；
图2是纯Bi2MoO6与C/Bi/Bi2MoO6复合材料放大倍数的XRD图谱；
图3是C/Bi/Bi2MoO6复合材料与C/Bi/Bi2MoO6极化材料的XRD对比图；
图4是纯Bi2MoO6的SEM图；
图5是纯Bi2MoO6的放大倍数的SEM图；
图6是C/Bi/Bi2MoO6复合材料的SEM图；
图7是C/Bi/Bi2MoO6复合材料的放大倍数的SEM图；
图8是C/Bi/Bi2MoO6极化材料的SEM图；
图9是C/Bi/Bi2MoO6极化材料的放大倍数的SEM图；
图10是Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的红外光谱图；
图11是C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的XPS全谱扫描图；
图12是C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的C 1s的高分辨XPS能谱；
图13是C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的Bi 4f的高分辨XPS能谱；
图14是C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的O 1s的高分辨XPS能谱；
图15是C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的Mo 3d的高分辨XPS能谱；
图16是纯Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的紫外-可见漫反射光谱；
图17是Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的禁带宽度分布图；
图18是Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料三种催化剂在可见光下催化降解孔雀石绿的曲线图；
图19是C/Bi/Bi2MoO6极化材料降解孔雀石绿的光催化稳定性测试图；
图20是C/Bi/Bi2MoO6极化材料循环实验前后的红外光谱图；
图21是Bi2MoO6降解BPA的紫外吸收光谱图；
图22是C/Bi/Bi2MoO6复合材料降解BPA的紫外吸收光谱图；
图23是C/Bi/Bi2MoO6极化材料降解BPA的紫外吸收光谱图；
图24是Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料降解BPA的曲线图；
图25是Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料光致发光光谱图；
图26是Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的电阻抗谱图。

具体实施方式

[0017] 实施例1本实施例的C/Bi/Bi2MoO6极化材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）EDTA-Bi前驱体的制备
取1.0mL浓硝酸溶解于29.0mL水中，再向硝酸溶液中加入4.8500g Bi(NO3)3·5H2O和
2.92g EDTA，超声溶解20min，再使用质量分数为14%的NH3·H2O调节溶液的pH=6.5，搅拌2h，离心后收集固体沉积物并置于100℃下干燥20h，即可得到EDTA-Bi前驱体。

[0018] （2）C/Bi/Bi2MoO6复合材料的制备称取1.6866g Bi(NO3)3·5H2O溶解于5.0mL乙二醇中，得到甲液；再称取0.4210g Na2MoO4·2H2O溶解于5.0mL乙二醇中，得到乙液；
向甲液中加入0.0530g步骤（1）中制备的EDTA-Bi前驱体，充分搅拌后，再将乙液滴入甲液中，搅拌使其充分反应，得到丙液；再向丙液中加入20.0mL乙醇，充分搅拌后转入高压釜中，在160℃下反应10h，自然冷却至室温，将得到的固体用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在60℃下烘干后置于温度为400℃的马弗炉中煅烧3h，即可得到粉末状的C/Bi/Bi2MoO6复合材料；
（3）C/Bi/Bi2MoO6极化材料的制备
准确称取0.0250g聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶于20.0mL乙酸乙酯中，再向其中加入
0.40g步骤（2）中制备的C/Bi/Bi2MoO6粉末，搅拌30min后将混合液涂至ITO导电玻璃上，再将导电玻璃置于60℃干燥，再盖上一层ITO导电玻璃，固定ITO导电玻璃并将导电玻璃的两端通30V直流电压，通电1h后，再用丙酮溶液浸泡分散ITO导电玻璃上的粉末，将溶液离心后，收集固体并置于60℃下干燥，即可得到C/Bi/Bi2MoO6极化材料。

[0019] 本实施例的C/Bi/Bi2MoO6极化材料是通过上述方法制备而成。

[0020] 实施例2为验证本发明实施例1的C/Bi/Bi2MoO6极化材料是否制备成功，申请人分别对Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料进行了XRD分析、SEM分析、FT-IR分析、XPS分析，具体实验结果如下。

[0021] 本实施例中所使用的Bi2MoO6制备方法，包括以下步骤：称取1.6866g Bi(NO3)3·5H2O溶解于5.0mL乙二醇中，得到Bi(NO3)3溶液；再称取0.4210g Na2MoO4·2H2O溶解于5.0mL乙二醇中，得到Na2MoO4溶液；边搅拌边将Na2MoO4溶液滴入Bi(NO3)3溶液中，再向溶液中加入
20.0乙醇，充分搅拌均匀后，将得到的悬浮液移转至45.0mL的不锈钢高压釜中，在160℃下反应10h，自然冷却至室温，将得到的固体用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在60℃下烘干后置于温度为400℃的马弗炉中煅烧3h，即可得到Bi2MoO6。

[0022] （1）XRD分析本实施例通过X射线粉末衍射的分析方法分别对合成的纯Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的晶型结构进行了表征，如附图1-3所示。

[0023] 从图1可知，对于纯Bi2MoO6而言，主要衍射峰在2θ=28.20°、32.64°、46.73°、55.43°处分别能够被索引至PDF卡片(JCPDS：21-0102)的(1 3 1)、(0 0 2)、(2 0 2)、(3 3 1)晶面上，这说明Bi2MoO6成功的制备，特殊衍射峰型尖锐则表明制备的材料结晶度较高。从图2可知，图2为C/Bi/Bi2MoO6复合材料样品在2θ=54至60°处的XRD图谱。C/Bi/Bi2MoO6复合材料的特征峰与纯Bi2MoO6相比，只是在55.65、56.37和58.65°处出现峰的偏移或消失，其余未发生明显的偏移。在55.49和58.37°处出现Bi的特征峰，分别对应PDF卡片(JCPDS：51-0765)中的(0 4 0)和( 1 4 0)晶面，说明引入C和Bi不会影响Bi2MoO6原有的晶体结构。从图3可知，C/Bi/Bi2MoO6极化材料与Bi2MoO6和C/Bi/Bi2MoO6复合材料相比也未发生明显偏移，衍射峰的强度减小可能与铁电极化实验有关。综合XRD实验结果，可以初步认为C/Bi/Bi2MoO6复合材料和极化材料制备情况良好。

[0024] （2）SEM分析本实施例分别对纯Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的晶型结构进行了SEM分析，如附图4-9所示。

[0025] 图4和图5分别为纯Bi2MoO6的全貌图和表面形貌，可以清楚地看到，Bi2MoO6是由纳米片自组装的微球结构，尺寸为2-3μm。

[0026] 图6和图7分别为C/Bi/Bi2MoO6复合材料的全貌图和表面形貌，可以看到在微球表面形成了大小不一的物质，并且微球的尺寸变为1-2μm，这可能与引入的C和Bi有关。

[0027] 图8和图9分别为C/Bi/Bi2MoO6极化材料的全貌图和表面形貌，可以观察到进行极化改性后的样品能够保持较完整的微球形貌，而在表面上也有颗粒状物质的存在，这说明铁电极化实验基本不会改变催化剂形貌。

[0028] （3）FT-IR分析本实施例分别对纯Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的晶型结构进行了FT-IR分析，如附图10所示。

[0029] 从图10的红外光谱图可以看出，对于纯Bi2MoO6，在450cm-1处的吸收峰是由于Bi-O键的变形和伸缩振动，在558和732cm-1处的吸收峰分别是MoO66-八面体的弯曲振动和不对称拉伸模式，在797和843cm-1处的吸收峰则归因于Mo-O键拉伸模式，在1635cm-1处的吸收峰则对应于C=C。而对于C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料，能够很好地对应Bi2MoO6，说明所有样品由Bi-O、Mo-O和MoO66-组成。

[0030] （4）XPS分析本实施例还对C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料进行了XPS分析，实验结果参见附图11-15。

[0031] 图11为C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的全谱图，可以看出两种材料均由Bi，O，C，Mo四种元素组成。

[0032] 图12为C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的C 1s的高分辨XPS能谱，从图中可以看出，284.7eV对应于仪器校准碳中的sp2C原子，285.9eV对应于含碳污染物中的C-C键，288.8eV对应于大气CO2中的C=O键。

[0033] 图13为C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的Bi 4f的高分辨XPS能谱，从图中可以看出，164.1eV和158.6eV处分别对应于Bi 4f5/2和Bi 4f7/2的[Bi2O2]2+，在162.2eV和156.8eV处则归属于金属Bi。

[0034] 图14为C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的O 1s的高分辨XPS能谱，2+
从图中可以看出，529.8eV对应于[Bi2O2] 中的晶格氧，530.8eV对应于羟基，532.2eV对应于化学吸附水，而极化后在对应于羟基和化学吸附水的结合能处有所偏移，可能是因为使用乙酸乙酯和丙酮等有机试剂清洗催化剂。

[0035] 图15为C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的Mo 3d的高分辨XPS能谱，从图中可以看出，235.2eV和232.1eV对应于MoO42-，235.9eV和232.7 eV对应于Mo-O键中的Mo6+。综合以上分析，C/Bi/Bi2MoO6复合材料基本制备成功，并且进行铁电极化实验后，不会影响催化剂的化学性质。

[0036] （5）DRS分析本实施例分别对纯Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的紫外-可见漫反射光谱图，如附图16-17所示。

[0037] 图16为纯Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的紫外-可见漫反射光谱，从图中可以看出，Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的光吸收范围相似。图17是根据Kubelka-Munk函数通过变换获得的Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料的禁带宽度分布图，从图中可知，Bi2MoO6的带隙估算为2.77eV，C/Bi/Bi2MoO6复合材料的带隙为2.74eV，C/Bi/Bi2MoO6极化材料的带隙为2.68eV。
由此可以得出结论，铁电极化能够缩小催化剂的带隙值，这可能也是本发明C/Bi/Bi2MoO6极化材料的光催化性能提高的原因之一。

[0038] 实施例3本实施例的C/Bi/Bi2MoO6极化材料在催化降解有色染料孔雀石绿中的应用，取三份
50mL浓度为10mg/L的孔雀石绿溶液，并分别编号为＃1、＃2和＃3，分别向＃1、＃2和＃3溶液中加入0.02g Bi2MoO6、0.02g C/Bi/Bi2MoO6复合材料和0.02g C/Bi/Bi2MoO6极化材料分别作为催化剂，溶液保持原始pH。先进行30min的暗光处理达到吸附-脱附平衡，再光照
60min，每隔10min测试一次。图18为三种不同的催化剂光催化降解孔雀石绿的曲线图，从图中可以看出，纯Bi2MoO6在60min内降解率只有53.1%，引入了C和Bi后的C/Bi/Bi2MoO6复合材料降解率能提升至71.3%，而极化过后的C/Bi/Bi2MoO6极化材料降解率能达到93.9%。说明进行C、Bi修饰和铁电极化改性后，Bi2MoO6的光催化降解性能得到了明显的提升。

[0039] 由于催化剂的稳定性影响着其光催化性能，本实施例还对C/Bi/Bi2MoO6极化材料进行了稳定性试验。本实施例对C/Bi/Bi2MoO6极化材料进行了降解孔雀石绿循环实验，使用300W氙灯 (CEL-HXF300) 并用滤光片过滤紫外光 (λ<420 nm) 来模拟可见光光源。将20mg C/Bi/Bi2MoO6极化材料催化剂以及50mL浓度为10mg/L的孔雀石绿溶液同时加至光反应器中，暗光处理30min后，以建立吸附-脱附平衡。开灯光照时间 10min，取出约3mL的上清液，在10000rmp的速度下高速离心2min后，使用722s分光光度计在波长为617nm下测试孔雀石绿溶液的吸光度。此为第一次光催化降解，也是第一次循环实验。第一次循环实验完成后，将溶液静置30min，使催化剂沉积在孔雀石绿溶液的底层，离心分离催化剂与孔雀石绿溶液，将催化剂置于60℃干燥，称取所剩催化剂的质量。若催化剂不足20mg，则将催化剂添加至20mg，然后开始第二次循环实验，测试上清液在617nm下的吸光度，以此类推至第五次循环实验，实验结果参见图19。从图19可以看出，C/Bi/Bi2MoO6极化材料第一次实验的降解率为94.8%，而第五次实验过后降解率依然能达到89.3%。此外，本实施例还将C/Bi/Bi2MoO6极化材料试验前后进行红外光谱测试，参见图20，从图20可以看出，C/Bi/Bi2MoO6极化材料循-1
环实验前后的红外光谱没有明显的改变，实验后的红外光谱在1700cm 左右处的水的特征峰消失，可能与样品多次洗涤干燥有关。从图19-20可知，C/Bi/Bi2MoO6极化材料具有较高的光催化稳定性。

[0040] 实施例4本实施例的C/Bi/Bi2MoO6极化材料在催化降解无色染料双酚A（BPA）中的应用，取三份
50mL浓度为10mg/L的BPA溶液，并分别编号为＃1、＃2和＃3，分别向＃1、＃2和＃3溶液中加入0.02g Bi2MoO6、0.02g C/Bi/Bi2MoO6复合材料和0.02g C/Bi/Bi2MoO6极化材料分别作为催化剂，溶液保持原始pH。先进行30min的暗光处理达到吸附-脱附平衡，再光照120min，每隔30min测试一次。图21、图22和图23分别为Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料降解BPA的紫外吸收光谱，可以看出所有样品在276nm处有吸收峰，随着光照时间的延长，C/Bi/Bi2MoO6极化材料的吸收峰明显变弱，说明BPA分子被逐渐地降解。图23为Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料降解BPA的曲线图，可以看出C/Bi/Bi2MoO6极化材料的降解率最高，120min时达到66.3%。

[0041] 实施例5由于光生电荷重组率是分析光催化剂性能好坏的手段之一，重组率越高，性能越低，重组率越低，性能越高。

[0042] 本实施例还对Bi2MoO6、C/Bi/Bi2MoO6复合材料和C/Bi/Bi2MoO6极化材料进行了光生电荷重组率分析，为了分析光生载流子重组情况，对三种材料进行了光致发光光谱和电阻抗的测试，分别参见图25-26。如图25，在最大激发波长为280nm时，Bi2MoO6在301nm处有荧光发射峰，光生电荷重组比较严重，当引入了C和Bi之后，C/Bi/Bi2MoO6复合材料的光生载流子重组率得到了抑制，而进行了极化改性后进一步促进了光生载流子的分离，使得C/Bi/Bi2MoO6极化材料光催化性能得到增强。图26中C/Bi/Bi2MoO6极化材料的Nyquist曲线的圆弧半径小于Bi2MoO6和C/Bi/Bi2MoO6复合材料，较小的圆弧半径表明样品的电荷转移电阻较低，越有利于光催化性能的提升。

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