[發明專利]一種Bi缺陷Bi2

在審

• 申請號: 202011138883.4
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112295558A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 許琦;朱瑜瑜;葛艷;韓粉女
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;C01G29/00;B01D53/86;B01D53/44;B01D53/72
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了一種Bi缺陷Bi₂WO₆可見光催化劑的制備方法和應用，所述制備方法首先利用水熱法制備出Bi₂WO₆催化劑；再利用H₂SO₄腐蝕作用制備出Bi缺陷Bi₂WO₆，通過調整H₂SO₄濃度進行研究，提高催化效率。本發明的制備方法操作簡單易行，制得的Bi缺陷Bi₂WO₆催化材料在常溫下甲苯氣體的光催化氧化降解率隨H₂SO₄濃度的變化存在明顯差異，濃度為1M時效果最好。相較純Bi₂WO₆材料，在相同條件下經H₂SO₄處理后的催化劑光催化活性有很大提高。

技術領域

本發明屬于化工催化技術領域，具體涉及一種Bi缺陷Bi₂WO₆可見光催化劑的制備方法和應用。

背景技術

經濟的快速發展使得環境面臨嚴峻考驗，為了行業生產發展，生產過程中VOCs大量排放，其持久存在和積累性這兩個特點，對生態環境存在著嚴重威脅。光照下，VOCs會造成二次污染，在大氣中會進行光反應形成臭氧。因此對VOCs的控制和治理成為重中之重。現在，許多可見光響應半導體光催化材料已用于處理污染物的降解，包括g-C₃N₄，Ag₃PO₄，BiVO₄，CdS等。其中，Bi₂WO₆禁帶寬度約2.7eV，是由(Bi₂O₂)²⁺和(WO₆)^2-八面體互相交替堆積形成的鈣鈦礦層氧化物，適宜的禁帶寬度使其在可見光下具有響應，獨特的層狀結構提高了光生載流子的分離效率。Bi₂WO₆在能量轉換和有機污染物方面引起了很多關注。

然而，理想的光催化劑應具有廣的光吸收范圍和光生電子-空穴的良好分離效率。Bi₂WO₆可見光響應范圍小和電子-空穴易復合的特點大大限制了其實際應用。純Bi₂WO₆只能吸收＜450nm區域的可見光。因此，有必要對Bi₂WO₆光催化劑表面結構進行改性，并提高其在可見光區域的光催化活性。缺陷工程被證明是提高光生電荷遷移和分離效率的有效策略。

由于金屬缺陷難以穩定調控所以相關的報道極少，目前為止，缺陷工程關注熱點仍集中在氧缺陷。新興的二維層狀材料(2D)為實現金屬缺陷提供了機遇。當2D材料的厚度達到原子尺度時，原子逸出能將變小，表面原子更容易從2D晶格中逸出形成缺陷，從而提高催化劑性能。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種Bi缺陷Bi₂WO₆可見光催化劑的制備方法和應用，采用不同濃度H₂SO₄處理Bi₂WO₆形成Bi缺陷，大幅度提高光催化降解VOCs能力。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種Bi缺陷Bi₂WO₆可見光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)將硝酸鉍、鎢酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨溶于80mL蒸餾水中，在磁力攪拌下將溶液攪拌1h，溶液攪拌均勻；

步驟2)將步驟1)得到的產物移至反應釜中，120℃下水熱反應24h，反應結束，離心洗滌，再置于干燥箱中進行干燥處理，得到Bi₂WO₆；