[發(fā)明專利]一種鎢酸鉍復(fù)合光催化劑及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010232663.8
• 申請(qǐng)日: 2010-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102335602A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文中;徐婕慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): B01J23/31
• 分類號(hào): B01J23/31;C02F1/30;C02F1/32;B01D53/86
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

光催化技術(shù)發(fā)展至今，其在環(huán)境凈化中表現(xiàn)出反應(yīng)條件溫和、降解徹底、清潔環(huán)保等特點(diǎn)，并逐步成為污染治理領(lǐng)域的熱門技術(shù)之一。目前，在光催化領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的是紫外光激發(fā)的TiO₂基光催化劑，為了更有效地利用可再生能源太陽(yáng)光進(jìn)行環(huán)境污染治理，研制可見(jiàn)光響應(yīng)的高性能光催化材料成為目前的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

近年來(lái)，Bi₂WO₆因具有較高的可見(jiàn)光活性，成為可見(jiàn)光光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。人們采用共沉淀法、水熱法及金屬有機(jī)沉降等方法控制了Bi₂WO₆粉體的顆粒尺寸，提升了光催化效率。然而，Bi₂WO₆的氧化能力及光催化效率與發(fā)展成熟的TiO₂體系相比仍有一定的差距，其光催化效率及太陽(yáng)光的利用率都不高。其中，光生載流子在傳輸過(guò)程中的復(fù)合是其光催化效率不夠高的主要原因，而復(fù)合光催化劑可以有效阻止光催化過(guò)程中光生電子和空穴的復(fù)合機(jī)率，有效提升光催化效率及太陽(yáng)光的利用率。具有不同能帶結(jié)構(gòu)的兩種光催化劑有效復(fù)合以后，在微電場(chǎng)的作用下，光生載流子將向不同的方向遷移，有效地分離開(kāi)而降低了復(fù)合的機(jī)率，提高了光催化效率。同時(shí)，將不同響應(yīng)波段的光催化劑復(fù)合以后，可有效地?cái)U(kuò)展體系的光響應(yīng)范圍，增加太陽(yáng)光的利用率，提高光催化體系的催化氧化能力，進(jìn)一步提升光催化效率，降低光催化技術(shù)應(yīng)用成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光催化活性高、循環(huán)穩(wěn)定性好、光響應(yīng)范圍廣的鎢酸鉍(Bi₂WO₆)復(fù)合光催化劑，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

一種Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑，其組分及重量百分含量為：

Bi₂WO₆???????????????????????1-99wt.％

TiO₂?????????????????????????1-99wt.％。

優(yōu)選地，所述Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑組分中，Bi₂WO₆為正交相鎢鉍礦結(jié)構(gòu)，TiO₂為金紅石相、銳鈦礦相或兩者的混合相。

所述Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑組分中，Bi₂WO₆和TiO₂為納米或微米顆粒。

所述的Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑可應(yīng)用于污水處理、空氣凈化或抗菌等方面。

所述Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑的應(yīng)用方法為：將所述Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑制成粉末或分散體使用；或者將所述Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑涂覆在涂覆基質(zhì)上經(jīng)受熱處理后使用。

所述分散體的分散劑為水、水和至少一種有機(jī)溶劑的混合物、一種有機(jī)溶劑或者兩種以上有機(jī)溶劑的混合物。所述有機(jī)溶劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的常用有機(jī)溶劑。

所述分散體還包括添加劑和/或表面活性劑。

所述添加劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的可調(diào)整pH值的常用添加劑，如NaOH、HNO₃、氯化銨-氨水等緩沖溶液等；所述表面活性劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的常用表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚、十六烷基三甲基溴化銨等。

所述涂覆基質(zhì)選自玻璃、不銹鋼絲網(wǎng)或聚合物。所述聚合物為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的常用聚合物，如PET、PP、PE等。所述PET代表聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，PP代表聚丙烯，PE代表聚乙烯。

所述的Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑可采用共沉淀法、水熱/溶劑熱法或溶膠凝膠法制得。

所述Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備TiO₂前驅(qū)體液