1.一种基于MXene的铋基光催化复合膜,其特征在于,包括MXene纳米片、铋基光催化纳米粒子以及多孔支撑层,所述铋基光催化纳米粒子原位生长在单层MXene纳米片上形成MXene/铋基光催化纳米粒子复合材料,所述MXene/铋基光催化纳米粒子复合材料制备在多孔支撑层上。
2.根据权利要求1所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜,其特征在于,所述铋基光催化纳米粒子为Bi2O3、Bi2S3、BiFeO3、Bi2VO4、Bi2WO6、Bi2MoO6、BiOCl、BiOBr、BiOI、BiPO4、Bi2O2CO3中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜,其特征在于,所述MXene纳米片为Ti2CTx、Ti3C2Tx和Nb4C3Tx中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜,其特征在于,所述多孔支撑层为聚醚砜超滤膜、聚砜超滤膜、聚偏氟乙烯多孔膜和氧化铝陶瓷膜中的任一种。
5.一种基于MXene的铋基光催化复合膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配置MXene水分散液,加入还原剂;
(2)在MXene水分散液中加入铋源、硫源,搅拌均匀,形成混合水分散液;
(3)将上述混合水分散液转入反应釜中,在单层MXene纳米片表面水热法生长铋基光催化纳米粒子,获得MXene/铋基光催化纳米粒子复合材料分散液;
(4)对上述MXene/铋基光催化纳米粒子复合材料分散液采用真空抽滤组装,在多孔支撑层上制备MXene/铋基光催化复合膜,最后置于真空烘箱中干燥,即制备完成基于MXene的铋基光催化复合膜。
6.如权利要求5所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的MXene水分散液的浓度为0.05~5mg/mL;所述还原剂为草酸、尿素和抗坏血酸钠中的任一种。
7.如权利要求5所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述铋源为五水硝酸铋、氯化铋和次枸橼酸铋中的任一种;所述硫源为二硫化碳、硫脲、硫化钠和硫代硫酸钠中的任一种。
8.如权利要求7所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜的制备方法,其特征在于,所述铋源的浓度为0.05~6mg/mL,硫源和铋源的摩尔比例为S:Bi=0.1~5。
9.如权利要求5所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,进行水热合成制备MXene/铋基光催化纳米粒子复合材料的反应温度为40~200℃,反应时间为1~20h。
10.如权利要求5所述的一种基于MXene的铋基光催化复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述MXene/铋基光催化纳米粒子复合材料分散液真空抽滤的体积为2~30mL,干燥温度为40~90℃,干燥时间为0.5~12h。