[發(fā)明專利]一種可見光光催化劑鎢酸鉍納米晶片及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610028036.X
• 申請(qǐng)日: 2016-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN105597738B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志東;李俊鋒;洪玉元;付萍;王學(xué)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/31
• 分類號(hào): B01J23/31;B01J37/10;B82Y40/00;C02F1/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明公開了一種可見光光催化劑鎢酸鉍納米晶片，其制備方法包括以下步驟：1)將硝酸鉍和甘油在異丙醇溶劑，進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、烘干得甘油鉍；2)將所得甘油鉍均勻分散于鎢酸鈉水溶液中，調(diào)節(jié)所得溶液體系的PH值為0?2，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、烘干制得納米鎢酸鉍。本發(fā)明以硝酸鉍、甘油、鎢酸鈉為主要原料，采用兩步法制備鎢酸鉍納米晶片粉體，涉及的制備工藝設(shè)備簡單、反應(yīng)條件溫和、能耗小，工藝獨(dú)特新穎，所得產(chǎn)品鉬酸鉍鈉的晶粒尺寸在20?40nm，可直接用作光催化劑，能在可見光下光催化降解有機(jī)污染物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保新材料領(lǐng)域，具體涉及一種可見光光催化劑納米鎢酸鉍及其制備方法。

背景技術(shù)

光催化反應(yīng)幾乎能降解所有的有機(jī)污染物，如烷烴、鹵代烷烴、醇、羧酸、烯、芳香烴、鹵代芳香化合物、聚合物、殺蟲劑、除草劑、染料以及溴代阻燃劑、消毒副產(chǎn)物等污染物。因此光催化技術(shù)被認(rèn)為是理想的環(huán)境治理的新技術(shù)，是控制環(huán)境污染最具前景的一種手段，特別是可見光光催化降解污染物的處理技術(shù)，它利用自然界的太陽光，不需要額外的能量消耗。傳統(tǒng)的TiO2光催化劑主要吸收紫外光，對(duì)太陽光的利用率低。

納米鎢酸鉍(Bi2WO6)是近幾年興起的、受到廣泛關(guān)注度的一種可見光半導(dǎo)體催化劑，它在可見光下具有良好的光催化活性。Bi2WO6在可見光下能有效降解有機(jī)污染物(RhB、苯酚、乙醛、抗生素類等)將其礦化，同時(shí)還能有效地利用CO2和水在催化作用下生成燃料。納米鎢酸鉍是被認(rèn)為是很有潛力的可見光響應(yīng)型半導(dǎo)體光催化材料之一。目前為納米鎢酸鉍材料，主要利用氧化鉍和氧化鎢進(jìn)行固相反應(yīng)，或以硝酸鉍和鎢酸鈉為原料采用共沉淀法、溶膠凝膠法或水熱法制備而成；普遍存在產(chǎn)物純度不高，反應(yīng)溫度高或晶粒尺寸難以控制等缺點(diǎn)。因此開發(fā)一種制備方法簡單、能耗低、純度高，納米晶片細(xì)小、光催化活性高的鎢酸鉍納米材料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可見光光催化劑納米鎢酸鉍及其制備方法，涉及的制備工藝設(shè)備簡單、反應(yīng)條件溫和、能耗小，制備的納米鎢酸鉍可直接用作光催化劑，能在可見光下光催化降解有機(jī)污染物。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種可見光光催化劑鎢酸鉍納米晶片的制備方法，包括以下步驟：1)將硝酸鉍和甘油在異丙醇溶劑，進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、烘干得甘油鉍；2)將所得甘油鉍均勻分散于鎢酸鈉水溶液中，調(diào)節(jié)所得溶液體系的PH值為0-2，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、烘干制得納米鎢酸鉍。

上述方案中，所述硝酸鉍與甘油的摩爾比為1:(1.5-3)。

上述方案中，所述硝酸鉍與異丙醇的摩爾比為1:(100-400)。

上述方案中，所述鎢酸鈉和甘油鉍的摩爾比為1:(0.9-1.1)。

上述方案中，所述鎢酸鈉水溶液的濃度為0.1-1mol/L。

上述方案中，所述溶劑熱反應(yīng)條件為：加熱至150-200℃保溫反應(yīng)1-24小時(shí)。

上述方案中，所述水熱反應(yīng)條件為：加熱至150-200℃保溫反應(yīng)1-24小時(shí)。

上述方案中，步驟1)中所述烘干溫度為80-100℃；步驟2)中所述烘干溫度為80-150℃。

上述方案中，采用硝酸或鹽酸溶液調(diào)節(jié)步驟2)中所得溶液體系的PH值。

根據(jù)上述方案制得的可見光光催化劑鎢酸鉍納米晶片，其純度大于99％，平均晶粒尺寸為20-100nm。

本發(fā)明的反應(yīng)原理如下：