[發明專利]一種可見光響應的負載型Bi2WO6/Bi2O3異質結光催化劑及制備方法

在審

• 申請號: 201510054272.4
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104722293A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 張鳳君;王天野;鐘爽;肖國生
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;C02F1/30
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明涉及一種光催化劑及制備方法，尤其是可見光響應的負載型Bi₂WO₆/Bi₂O₃異質結光催化劑，特別是Bi₂WO₆/Bi₂O₃/石墨烯復合光催化劑和Bi₂WO₆/Bi₂O₃/火山渣復合光催化劑及制備方法，以及它們在可見光照射下降解羅丹明B的應用。

背景技術

鎢酸鉍被認為是鉍基氧化物中具有最佳可見光催化活性的半導體催化劑之一，近幾年受到了學者們的廣泛關注。但是由于光生電子-空穴對的快速復合和可見光響應范圍較窄等因素的限制，抑制了單一鎢酸鉍催化劑的可見光催化活性。因此，對單一Bi₂WO₆進行修飾和改性以提高其在可見光下的光催化活性仍然是鉍系催化劑研究的主流方向。

構筑Bi₂WO₆異質結，被認為是改善其光催化活性的有效方法。利用能帶交迭效應能使晶界緊密接觸的半導體存在空間電勢差，其內電場作為驅動力可促使光生載流子從一種半導體能級遷移到另一種半導體能級，從而擴寬Bi₂WO₆的可見光吸收范圍，抑制光生電子-空穴對的復合效率，達到增強光催化活性的效果。由于Bi₂WO₆是典型的n型半導體，而Bi₂O₃是典型的p型半導體，可以對Bi₂WO₆和Bi₂O₃進行半導體復合，構筑典型的p-n異質結型半導體催化劑。近年來，人們開始關注合成Bi₂WO₆/Bi₂O₃異質結的最佳方法，使其具有更高的可見光響應和更強的可見光催化活性，并對其進行了大量的研究，例如用微波水熱方法、一步溶液燃燒法以及兩步溶液法合成了Bi₂WO₆/Bi₂O₃，也有人利用聚苯乙烯粒子作為模板通過水熱-焙燒法合成了Bi₂WO₆/Bi₂O₃中空微球。然而，所報道的這些合成方法相對復雜，多適用于實驗室合成制備，并不適于實際工業生產對合成方法高產、簡易的要求。

同時，光催化材料的固化問題也是催化劑環境凈化應用中的最大瓶頸之一。在制備納米光材料中，一方面希望減小顆粒尺寸提高比表面積獲得更好的光催化活性；另一方面小顆粒在開放的非均相反應體系中，例如動態開放環境體系的液相和氣相反應中，必須考慮催化劑的回收問題。納米顆粒光催化材料直接應用在液相懸浮體系中小顆粒的分離是一個復雜的工作，耗能費時，而且顆粒容易團聚，因而降低了光催化材料的光催化活性，從而使光催化技術在環境凈化領域中的實際應用性降低。因此，在光催化環境凈化規模化應用中將光催化材料固定化是一個亟待解決問題。

發明內容

本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種可見光響應的負載型Bi₂WO₆/Bi₂O₃異質結光催化劑；

本發明的另一目的是提供一種可見光響應的負載型Bi₂WO₆/Bi₂O₃異質結光催化劑制備方法；

本發明的另一目的是在可見光照射下降解羅丹明B的應用。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種可見光響應的負載型Bi2WO6/Bi2O3異質結光催化劑，它的組分有下列原料按質量分數制成：

所述的載體為火山渣或石墨烯，其中火山渣4.0g—6.0g，石墨烯0.04g—0.06g。

一種可見光響應的負載型Bi2WO6/Bi2O3異質結光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

A室溫下，將1.0g—1.5g油酸鈉溶解到30ml—50ml乙二醇溶液中制成混合液；

B向混合液中加入1.90g—2.1g硝酸鉍，攪拌混合溶液至澄清透明；