[發明專利]一種三元異質結光降解有機物催化劑WS2-Bi2WO6/Bi3.84W0.16O6.24及其制備方法

有效

• 申請號: 201410179550.4
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103962158A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 邢秋菊;馬俊;雷曉芳;余建;黃瓊;鄒建平;陳五花;袁忠強;潘先惠
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J27/047
• 分類號: B01J27/047
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種三元異質結光降解有機物催化劑，具體涉及一種三元異質結光降解有機物催化劑WS₂-Bi₂WO₆/Bi_3.84W_0.16O_6.24及其制備方法。

背景技術

伴隨著當今社會，乃至世界各國的飛速發展，科技、工農業的不斷進步，以及人民生活品質的日益提高，能源危機、環境污染已成為當前兩大全球性的重大問題。目前，針對這些難降解的有機污染物的處理，傳統處理技術主要有化學氧化法、物理吸附、生物處理法和膜分離法等，但是這些技術不同程度地存在，或者效率低，不能將污染物完全地無害化，易產生二次污染，或則使用范圍有限，不夠廣泛，只能適用于專一的污染物，或者能耗相對較高，無法滿足大規模的應用推廣等方方面面的不足。所以，如何合理地開發利用能量資源，經濟并且有效地將水環境中那些難以降解的有機污染物質進行全面控制和深入處理顯得尤為迫切。在這樣嚴峻的背景之下，半導體光催化技術應運而生，不斷地逐步發展起來，成為當前一項新興的環保技術。這門技術主要是利用了，在光照射的條件下，半導體材料的表面能夠接受光能量并且被激發的特性，充分地使用太陽光能量將重金屬離子進行還原，有機物被氧化分解有機物，消除難聞氣味和消滅細菌。由于光催化技術可以利用太陽能這種巨大、潔凈、無污染、安全可靠的可循環再生能源，達到節能的目的，在室溫下也能夠發生反應，比較經濟，而且光催化降解法可以有效地降解多種有機污染物，并將有機物污染物逐步的分解，完全地礦化得到H₂O、CO₂或毒性相對較小小分子有機物，達到無公害處理的目標，起到環境保護的作用。目前，已經成為環境科學研究領域里，最為熱門的研究方向之一。

眾所周知，紫外光所占太陽光總能量的5%不到，而目前半導體光催化劑的吸收范圍大多仍處在紫外光區，太陽能的利用率偏低，也直接影響了光催化反應的效率。因此開發可見光響應、高效穩定的光催化劑，或進行光催化劑的 性能改造是解決光催化廣泛應用于光 降解有機污染物等水污染治理的關鍵 所在，也是現階段人們的研究重點。而鎢酸鉍合成方法簡單，原材料便宜，而且對可見光有很好的吸收，成為人們研究的又一個熱點，并且將具有優異特性的類石墨烯結構的層狀二硫化鎢引入光催化劑中，與鎢酸鉍形成多元異質結，將更有利于改善催化劑的性質，提高其光催化降解有機物的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三元異質結構光降解有機物催化劑WS₂-Bi₂WO₆/Bi_3.84W_0.16O_6.24及其制備方法，為有機物的光催化降解提供了一種新材料，本發明的材料是采用水熱法制備的，其操作簡單、生產成本低廉、產率較高，其光催化降解速率高，適合擴大化生產的要求。

本發明是這樣來實現的，一種三元異質結構光降解有機物催化劑WS₂-Bi₂WO₆/Bi_3.84W_0.16O_6.24，其特征是：催化劑是由層狀二硫化鎢（WS₂）負載在兩種不同結構的鎢酸鉍（Bi₂WO₆和Bi_3.84W_0.16O_6.24）得到的，在可見光的誘導下，0.1克的催化劑可以將100毫升濃度為10^-4摩爾/升的羅丹明B在1小時完全降解。

本發明所述的三元異質結光降解有機物催化劑WS₂-Bi₂WO₆/Bi_3.84W_0.16O_6.24的制備方法，其特征方法步驟如下:

（1）采用溶劑超聲剝離法將塊狀結構的二硫化鎢分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，超聲得到層狀的二硫化鎢分散液，再經過減壓蒸餾，離心洗滌，冷凍真空干燥得到層狀二硫化鎢粉末；

（2）將30毫克的層狀二硫化鎢分散在含有30毫升去離子水和10毫升無水乙醇的混合溶液中，超聲30分鐘，得到二硫化鎢懸濁液，將0.86毫摩爾的硝酸鉍分散均勻到5毫升1摩爾/升的硝酸溶液中，并將其緩慢加入到上述二硫化鎢懸濁液中，充分攪拌3小時，得到溶液,；