[發(fā)明專利]三維介孔Bi2WO6納米球及其制備方法和用途

在審

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• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108543531A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 白進武;栗赟;李雪敏;劉璐
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01J35/02;C02F1/30;C02F101/34
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明屬于光催化劑的制備，特別是三維介孔Bi₂WO₆納米球，由納米片組裝成三維球形的花狀結構，并且具有介孔的等級結構。制備方法為，將硝酸鉍溶于乙二醇、聚乙二醇400和無水乙醇的混合溶液中；加入鎢酸鈉，在強力攪拌下加入模板劑攪拌得到混合液；轉移到聚四氟乙烯為內膽的反應釜中，180℃恒溫反應24h；將得到白色沉淀，分別用去離子水和無水乙醇洗2?3遍，將得到的產物自然風干即可制得目標物。本發(fā)明合成方法工藝簡單、成本低廉、反應溫和，產品形貌好、光催化降解效率高且易于回收；制備的Bi₂WO₆光催化劑為由納米片組裝的三維花狀且具有介孔的等級結構，對四環(huán)素具有較高的催化活性。

技術領域

本發(fā)明屬于光催化劑的制備，特別是三維介孔Bi₂WO₆納米球及其制備方法和用途。

背景技術

近年來，隨著各種有機污染物日益增多，光催化作為一種高級氧化技術，其利用光子的能量來激發(fā)半導體催化劑的電子從而引發(fā)一系列的光化學反應，進而去除大氣環(huán)境和水環(huán)境的污染物以達到環(huán)境污染修復的目的。但是材料大多只在紫外條件下可利用，對于在現實中的應用存在很大的局限性。因此，制備出在可見光下有較好效果的催化劑就變得很有必要。

Bi₂WO₆作為aurivillius氧化物族中最簡單的成員之一，因其無毒性，強氧化能力，價格低廉，合適的帶隙能吸收波長小于450nm的紫外光和一定的可見光而被認為是一種優(yōu)異的光催化劑。三維介孔結構因擁有較大的比表面積，大的比表面積提供了更多的光催化反應活性位點，其增加了光催化劑與有機污染物的接觸；同時，介孔結構賦予了三維光催化劑的高吸附容量。較大的比表面積和高吸附容量提高了催化劑的催化性能，其有利于提高其光催化性能，在研究方面有著很大的潛力。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于針對上述存在問題，提供一種三維介孔Bi₂WO₆納米球及其制備方法，該合成方法工藝簡單、成本低廉，制備的催化劑對四環(huán)素具有較高的催化活性，性能穩(wěn)定且易于回收。

本發(fā)明的設計方案：

一種三維介孔Bi₂WO₆納米球，由納米片組裝成三維球形的花狀結構，并且具有介孔的等級結構。

該三維介孔Bi₂WO₆納米球的制備方法，包括以下步驟：

(1)將Bi(NO₃)₃溶于乙二醇、聚乙二醇400和無水乙醇的混合溶液中并在磁力攪拌器下攪拌至完全溶解；乙二醇、聚乙二醇400和無水乙醇體積比1:1.5:1；

(2)將Na₂WO₄加入上述混合溶液中并不斷攪拌；

(3)在強力攪拌下加入模板劑，攪拌30min，得到混合液；

(4)將上述混合液轉移到聚四氟乙烯為內膽的反應釜中，180℃水熱條件下恒溫反應24h；

(5)反應結束后得到白色沉淀，分別用去離子水和無水乙醇洗2-3遍，將得到的產物自然風干，即可制得目標物Bi₂WO₆光催化劑。

優(yōu)選的，所述混合液中Na₂WO₄與Bi(NO₃)₃的用量按W與Bi的元素比為1:2。

進一步的，所述模板劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)。

該三維介孔Bi₂WO₆納米球，作為光催化劑用于處理污水中的四環(huán)素