[發明專利]一種可見光響應的聚吡咯/Bi2WO6復合催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210472155.6
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102941124A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 段芳;張乾宏;魏從杰;施冬健;東為富;倪忠斌;陳明清
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J31/34
• 分類號: B01J31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光催化技術，涉及采用水熱法合成納米片狀Bi₂WO₆，利用原位聚合法，制備導電聚合物聚吡咯修飾在片狀結構Bi₂WO₆的表面，得到一種可見光響應的聚吡咯/Bi₂WO₆復合光催化劑。

背景技術

目前環境污染的嚴重性，已成為一個直接威脅人類生存，亟需解決的焦點問題。光催化技術是從二十世紀70年代逐步發展起來的在能源和環境領域有著重要應用前景的綠色技術。該技術能使環境中的有機污染物發生氧化分解反應，最終降解為CO₂、水和無機離子等小分子物質，因此無二次污染、降解程度高被認為是目前最有前景的污染處理方法。

鉍系半導體光催化劑能被可見光激發具有良好的光催化活性，能夠有效地降解有機污染物，具有良好的發展前景。它們的共同特點和顯著優勢就是在可見光范圍內有吸收，具有良好的光催化性能。然而，鉍系半導體光催化劑特別是Bi₂WO₆光催化劑存在光生電子-空穴容易再結合，對可見光的吸收相當有限等問題，極大的限制了Bi₂WO₆光催化劑的大規模應用。因此，必須采取一定的措施來提高光生電子遷移效率，有效的限制電子-空穴再結合，進一步拓寬Bi₂WO₆光催化劑對可見光的吸收范圍，提高可見光響應的Bi₂WO₆光催化劑的光催化活性。導電聚合物聚吡咯修飾Bi₂WO₆光催化劑，可改變體系中的電子和空穴分布，影響光催化劑的表面性質，進而改善其光催化活性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可見光響應的聚吡咯/Bi₂WO₆復合光催化劑及其制備方法，該方法工藝簡單、成本低廉，合成的復合光催化劑光催化降解效果很好。

本發明提供用于降解有機污染物的可見光響應的聚吡咯/Bi₂WO₆復合光催化劑，其特征在于：由質量比為1∶1000～1∶20的聚吡咯和Bi₂WO₆復合而成，利用導電聚合物聚吡咯的表面修飾作用，顯著提高Bi₂WO₆的可見光光催化性能。聚吡咯/Bi₂WO₆復合光催化劑的制備方法步驟如下：

(1)制備Bi₂WO₆前驅體溶液：將一定量鉍鹽溶解在濃度為0.1～10mol/L的硝酸溶液中，形成透明溶液，在攪拌狀態下，緩慢加入計量比的鎢鹽溶液，其中鎢鹽的濃度控制在0.02～0.08mol/L，攪拌0.5～1h，得到Bi₂WO₆前驅體懸浮液。

其中鉍鹽可以為硝酸鉍，氯化鉍；鎢鹽可以為含W的鎢酸鈉或氯鹽。

(2)片狀結構Bi₂WO₆的制備：將上述Bi₂WO₆前驅體懸浮液轉入50mL含聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，100～240℃反應10～30h，將所得產物離心分離，并在50～100℃真空干燥，得到納米片狀結構的Bi₂WO₆光催化劑。

(3)將步驟(2)所得的片狀結構Bi₂WO₆和十二烷基苯磺酸鈉分散在去離子水中超聲分散形成均勻的懸浮液，然后加入不同量的吡咯單體，最后滴入一定量的FeCl₃溶液，體系逐漸變黑，原位聚合反應1～24h，產物用水和無水乙醇洗滌幾次后，50～100℃真空干燥24h后，得到不同聚吡咯修飾量的聚吡咯/Bi₂WO₆復合光催化劑。

本發明與現有技術相比，具有顯著優點：

(1)本發明采用水熱法合成片狀結構Bi₂WO₆光催化劑，再利用聚吡咯原位聚合修飾Bi₂WO₆表面，得到聚吡咯/Bi₂WO₆復合光催化劑，該方法工藝簡單，易操作。