本发明属于压电储能催化材料制备，具体为一种bio2-x储能催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、目前，抗生素和合成染料的工业废水的排放对环境造成了严重的威胁，四环素在环境中的持续存在不仅有助于抗生素耐药细菌的发展，还导致生物毒性的积累，对生态系统和人类构成微妙的影响。光催化在解决能源危机和减轻环境污染方面具有巨大的潜力，光催化技术由于环保绿色、降解效率高、性能稳定的优点已经引起了众多研究者的关注与研究，然而太阳光的弥散性和地域性的特征使光催化技术的应用存在局限性，传统光催化技术无法在黑暗条件下对抗生素和合成染料的工业废水进行净化，因此黑暗条件下具有催化活性的压电储能催化材料是实现有效降解透光率低的工业废水的潜在方法。
2、bio2-x是一种无毒、结构稳定、易于合成的铋基半导体，其中均匀分散的bi-6s轨道有助于载流子迁移和缩小带隙。作为一种窄带隙(＜2ev)的层状材料，在紫外-可见-近红外范围内甚至在红外线中具有出色的光吸收，因而成为全光谱下降解有机环境污染物最具吸引力的光催化剂之一，但目前没有bio2-x催化剂在黑暗条件下降解有机环境污染物应用报道。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种bio2-x储能催化剂及其制备方法和应用，所述制备方法得到的bio2-x催化剂具有压电特性，在黑暗条件下对抗生素、有机物及染料有良好的广谱循环降解作用。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、一种bio2-x储能催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1，将nabio3·2h2o粉体加入到naoh溶液中，搅拌，得到铋酸钠碱溶液；其中，nabio3·2h2o与naoh的摩尔比为：（0.045~0.18）：（2~4）；
5、步骤2，将铋酸钠碱溶液滴加到水中，搅拌，得到反应前驱液；
6、步骤3，反应前驱液在160℃~180℃下进行水热反应，所得反应产物经洗涤、干燥，得到bio2-x储能催化剂。
7、优选的，步骤1中，所述naoh溶液的浓度为2mol/l~4 mol/l。
8、优选的，步骤2中，搅拌时间为20min~120min。
9、优选的，步骤3中，水热反应的时间为30min~120min。
10、优选的，步骤3中，洗涤具体为：先用去离子水离心清洗，至所得上清液的ph为6.5～7，再用无水乙醇清洗多次。
11、优选的，步骤3中，干燥具体为：在65℃~75℃真空干燥。
12、本发明还提供一种如上所述的制备方法得到的bio2-x储能催化剂，所述bio2-x储能催化剂为立方相，空间点群为fm-3m，bio2-x储能催化剂内存储有电子和空穴。
13、本发明提供所述的bio2-x储能催化剂在黑暗条件下催化降解有机污染物中的应用。
14、优选的，所述有机污染物为抗生素或染料。
15、本发明还提供所述的bio2-x储能催化剂在催化降解有机污染物中的应用。
16、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
17、本发明bio2-x储能催化剂的制备方法，将nabio3·2h2o粉体加入到naoh溶液中，溶液中只能存在bio3-和na+，无法使铋酸钠进一步水解，铋酸钠碱溶液逐滴滴加到水中，滴加的bio3-与h+快速结合，在溶液中均匀生成大小相同的hbio3·bio3-胶粒，均匀的胶粒在水热反应时部分bi5+还原bi3+，把一个空穴束缚在bi3+周围，同时逃逸形成o2，造成晶体内部缺氧(hbio3·bio3+h2o→2bio2-x+o2↑+h+)，氧空位形成的过剩电子，形成了bio2-x纳米晶，纳米晶在水热高温环境溶解析晶生长为四方纳米片和纳米棒晶体。30min~120min短时间的水热溶解析晶过程，使晶体中的氧空位无法消除，四方纳米片和纳米棒晶体仍然共同存在氧空位和bi3+/bi5+，为了平衡晶体总电价，四方纳米片和纳米棒bio2-x晶体晶格位移产生压电极化电场。四方纳米片和纳米棒晶体形貌又有利于压电电荷释放。由于氧空位和bi3+/bi5+导致晶体内部极化电场的存在，bio2-x储能催化剂同时储存了大量电子和空穴。在黑暗条件下bio2-x受机械应力扰动形成应变导致其晶体压电极化电场增强，并在黑暗条件下快速释放储存的电穴和空穴进行催化反应，同时机械应力扰动应变使bio2-x储能催化剂产生压电电荷，进一步释放压电电荷对有机污染物进行持续降解。
18、本发明的bio2-x储能催化剂，由于晶体中共同存在氧空位和bi3+/bi5+，使四方纳米片和纳米棒bio2-x晶体晶格位移产生压电极化电场，在黑暗条件下四方纳米片和纳米棒bio2-x释放储存的电荷和形成的压电电荷对四环素、环丙沙星等抗生素、双酚a等有机物及亚甲基兰和亚甲基橙等染料具有高的降解效率，且具有较好的黑暗条件下循环稳定性。bio2-x储能催化剂在黑暗条件下净化水污染方法具有良好的应用前景。
1.一种bio2-x储能催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种bio2-x储能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述naoh溶液的浓度为2mol/l~4 mol/l。
3.根据权利要求1所述的一种bio2-x储能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，搅拌时间为20min~120min。
4.根据权利要求1所述的一种bio2-x储能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，水热反应的时间为30min~120min。
5.根据权利要求1所述的一种bio2-x储能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，洗涤具体为：先用去离子水离心清洗，至所得上清液的ph为6.5～7，再用无水乙醇清洗多次。
6.根据权利要求1所述的一种bio2-x储能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，干燥具体为：在65℃~75℃真空干燥。
7.一种由权利要求1~6中任意一项所述的制备方法得到的bio2-x储能催化剂，其特征在于，所述bio2-x储能催化剂为立方相，空间点群为fm-3m，bio2-x储能催化剂内存储有电子和空穴。
8.权利要求7所述的bio2-x储能催化剂在黑暗条件下催化降解有机污染物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述有机污染物为抗生素或染料。
10.权利要求7所述的bio2-x储能催化剂在催化降解有机污染物中的应用。
