科创中国

本发明公开了一种Z型Bi4O5Br2/MIL 88B(Fe)异质结光催化剂的制备方法,包括,将氯化铁以及对苯二甲酸加入N,N 二甲基甲酰胺DMF溶液中,搅拌使其充分溶解,加入氢氧化钠调节pH值,继续搅拌,随后将混合溶液在密封状态下进行水热反应,冷却至室温后离心,将得到的固体材料洗涤,烘干并研磨,即得MIL 88B(Fe);取MIL 88B(Fe)、硝酸铋溶于乙二醇溶剂中,再向其中加入溴源,搅拌均匀后,调节pH值形成混合溶液,反应完全后,离心、洗涤、干燥,研磨得到Bi4O5Br2/MIL 88B(Fe)光催化材料。

两种半导体合适的能带匹配以及两者之间紧密的界面相互作用有效的促进了光生电子 空穴对的转移和分离,相对于单独的Bi4O5Br2和MIL 88B(Fe)来说氧化还原能力均有提升。

整个人类科技文明，都与化石能源紧密相连，对化石能源的依赖性导致能源枯竭的危机，以及化石能源的不断开采，排放大量温室气体，不仅影响动植物生长和人类健康，而且还会引发灾害性天气造成环境破坏，严重降低人类生存质量。因此，能源的急剧消耗以及环境污染问题的加剧已经成为制约人类发展的瓶颈，同时也是人们亟待解决的难题。

太阳能是一种丰富、清洁的能源，是满足未来需求的理想选择，由光催化过程产生的稳定的化学物质可以形成分子键来储存太阳能，而且具有很高的效率。光催化在能源再生领域发挥着越来越重要的作用，包括水分解制氢和二氧化碳转化为燃料。此外，光催化也被用于清洁的化学合成和环境保护，包括降解有机污染物和抑制空气污染。然而，在大多数半导体中，宽带隙和电子空穴对快速复合限制了其效率和实用价值。因此寻找化学性能优良的光催化剂，并清晰光催化过程中的催化机理是该领域的迫切目标。

BiOX(X＝Cl,Br,I)属于Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ型三元半导体化合物，由于其独特的层状结构和优异的物理化学性质，近年来得到了广泛的研究。Bi4O5Br2作为一种非化学计量比卤氧铋化合物，因其独特的层状结构和良好的电子结构而备受关注，其结构具有正氟氯铅矿(PbFCl)型结构，由[Bi2O2]层和双层Br原子沿着(001)方向交错构成。开放层晶体结构可以提供足够的空间使相关原子和轨道极化，从而产生垂直于[Bi2O2]层和双层卤原子的内部静电场，促进光生载流子沿(001)方向运动。然而，作为一种单相半导体，由于Bi4O5Br2对可见光的利用率有限且电子空穴复合率高，严重限制其实际应用，因此研究Bi4O5Br2的改性，使其更好应用到实际的工业生产中具有重要的意义。

在众多种类的MOFs中，MIL-88B(Fe)含由Fe(III)中心和二羧酸配体构成的Fe3-μ3-oxo簇，有利于可见光的吸收，使MIL-88B(Fe)具有光催化活性。然而，由于MIL-88B(Fe)在光条件下存在快速的电子空穴对络合以及Fe3+/Fe2+缓慢的循环，导致其光催化效率普遍较低。

发明人：陈海群 何光裕 钱惺悦 马宇 夏佳伟 徐辉 袁菁菁 常州大学坐落于经济发达、人文荟萃的江南历史文化名城——江苏省常州市。学校始建于1978年，原名为南京化工学院无锡分院、常州分院，是一所在我国改革开放之初创办的省属全日制本科院校。1981年经国务院批准，正式定名为江苏化工学院。1984年实行江苏省人民政府和中国石油化工总公司联合办学机制，1992年正式成为中国石油化工集团公司（原中国石油化工总公司）管理的部属院校，并更名为江苏石油化工学院。2000年起，学校实行中央与地方共建、以江苏省管理为主的管理体制，2002年更名为江苏工业学院。2010年，经教育部批准更名为常州大学。2011年，江苏省人民政府与中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司签署共建常州大学协议。历经三十六年的建设和发展，学校成为一所以工学、理学、管理为主、多学科协调发展、具有“产学研”合作办学特色的普通高等院校

本发明以简单的两步法制备了Z型光催化Bi4O5Br2/MIL-88B(Fe)异质结复合光催化剂，两种半导体合适的能带匹配以及两者之间紧密的界面相互作用有效的促进了光生电子-空穴对的转移和分离；Bi4O5Br2/MIL-88B(Fe)异质结相对于单独的Bi4O5Br2和MIL-88B(Fe)来说氧化还原能力均有提升，且氧化还原位点实现了空间上的分离，极大的提升了载流子的寿命以及氧化盐酸四环素的能力；

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