[發明專利]一種CuS/Bi2

有效

• 申請號: 201810787573.1
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108855140B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 郭家秀;周后任;方寧杰;袁山東
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;B01J37/03;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 郭艷艷;何凡

本發明提供了一種CuS/Bi₂WO₆異質結光催化劑及其制備方法和應用。本發明將Bi₂WO₆加入到以硫脲和乙酸銅為原料的CuS前驅體溶液中，通過共沉淀?水熱法原位合成CuS/Bi₂WO₆，在不需要表面活性劑和復雜工藝條件便可制出納米微球結構的CuS/Bi₂WO₆異質結光催化劑，其制備過程簡單，成本低，無毒性，反應條件可控性強，制得的光催化劑的微觀顆粒為CuS納米片彌散分布在Bi₂WO₆納米微球表面，兩種相界面形成異質結結構，從而增強了可見光的吸收范圍，較單一的CuS半導體具有更優異的光催化活性，較單一的Bi₂WO₆在光催化反應中具有更好的抗酸性，同時該催化劑具有較高的結晶性，無其他雜質產生。

技術領域

本發明屬于光催化劑技術領域，具體涉及一種CuS/Bi₂WO₆異質結光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

醫藥、印染、造紙等工業有機廢水排放量大且含有大量能夠對人體健康產生不良影響的難降解污染物，是造成水生態環境破壞、嚴重影響水資源利用的重大污染源。光催化技術可利用半導體光催化材料將“綠色”的太陽能轉化為化學能或電能，在溫和的反應條件下有效去除水體中的有機污染物，是解決能源和環境問題最有潛力的技術之一。

近年來，為了提高半導體催化材料的光催化活性和穩定性，國內外研究者開發了大量新型光催化材料，如構筑型新型化合物、多元金屬氧化物、層狀化合物、金屬氫氧化物等。Bi₂WO₆作為少有的幾個在可見光照射下可以光解水，又可以用來降解有機污染物的光催化劑是近年來光催化領域研究的熱點。然而傳統Bi₂WO₆在酸性條件下會分解成鎢酸，穩定性不高，難以滿足實際應用的要求。因此，必須采取合適的措施來提高Bi₂WO₆的抗酸性，提高其穩定程度，從而使得反應能夠順利進行。現階段大部分復合光催化劑的制備大多采用多步生長法而且異質結中兩種半導體的接觸面積有限、制備過程繁瑣、容易產生有毒的其他物質污染環境等。因此，開發一種綠色、簡便的異質結光催化劑制備方法對于光催化降解水體中的有機污染物具有重要意義。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種CuS/Bi₂WO₆異質結光催化劑及其制備方法和應用，其制備工藝簡單，成本低，制備過程中未引入有毒有害的表面活性劑，制得的光催化劑光催化活性優異。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種CuS/Bi₂WO₆異質結光催化劑，其制備方法包括以下步驟：

(1)將CuS和Bi₂WO₆按摩爾比為1:1-6混合；

(2)調節步驟(1)所得混合溶液pH值為4-6，繼續攪拌20-40min，使之混合均勻；

(3)將步驟(2)所得物在140-160℃條件下反應6-12h，自然冷卻至室溫，洗滌，烘干，制得。

進一步地，步驟(1)中CuS和Bi₂WO₆的摩爾比為1:4。

進一步地，CuS通過以下方法制備得到：將乙酸銅溶于乙二醇中，制成溶液A；將硫脲溶于乙二醇中，制成溶液B，將溶液A和溶液B混合均勻，制得。

進一步地，乙酸銅和硫脲的摩爾比為1:4。

進一步地，步驟(2)中用乙酸或硝酸調節混合溶液的pH值。