一种Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法技术

技术编号:15551668 阅读:10 留言:0更新日期:2017-06-08 01:02
本发明专利技术提供一种Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法,包括以下步骤:将Bi(NO3)3·5H2O的浓硝酸溶液中逐滴滴加Na2WO4溶液,滴加完毕后,调节pH值为0.9‑1.1,再搅拌,恒温反应得到Bi2WO6;将Bi2WO6加入强碱溶液中,恒温刻蚀,即得到Bi2WO6‑x刻蚀材料;将TiO2分散液中先后加入硝酸银溶液,滴加磷酸二氢钠溶液,加入Bi2WO6‑x刻蚀材料,搅拌均匀,最后加入碘化钠溶液,最后静置、离心、水洗,收集沉淀,干燥,烘干得到Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂。本发明专利技术制备的产品减小禁带宽度,催化性能良好,环保。

A preparation method of Bi2WO6 x/AgI/Ag3PO4/TiO2 composite photocatalyst

The invention provides a preparation method of Bi2WO6 x/AgI/Ag3PO4/TiO2 composite photocatalyst, which comprises the following steps: Bi (NO3) by drops of concentrated nitric acid solution added Na2WO4 solution 3 5H2O, after finishing dropping, the pH value is adjusted to 0.9 1.1, stirring, constant temperature reaction of Bi2WO6; adding Bi2WO6 alkali the solution temperature, etching, Bi2WO6 is obtained x etching materials; TiO2 dispersion of silver nitrate solution were added into the solution, adding sodium dihydrogen phosphate, adding Bi2WO6 x etching materials, mixing evenly, the last to join Sodium Iodide Solution, finally standing, centrifugation, washing, drying, drying and collecting the precipitate, get the Bi2WO6 x/AgI/Ag3PO4/TiO2 compound light catalyst. The products prepared by the invention reduce the band gap and have good catalytic performance and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于改性二氧化钛光催化剂材料
,具体涉及一种Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法。
技术介绍
光催化技术是利用半导体氧化物材料在光照下表面能受激活化的特性,利用光能有效地氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味。自二氧化钛电极在光照下分解水的功能依赖,金属氧化物半导体在光催化降解环境有机污染物中的应用引起了人们的广泛关注。二氧化钛具有良好的化学稳定性和抗磨损性能,成本低,可以直接利用太阳光,但是二氧化钛只能吸收波长小于387.5nm的太阳光,太阳光的可利用率小,而且二氧化钛中光生电子和光生空穴的复合速率相对较大,降低了光催化反应中的量子效率,是的光催化效率进一步降低,因此提高二氧化钛的可见光催化活性显得十分必要。目前,提高二氧化钛催化性能可通过过渡金属修饰、贵金属修饰、半导体复合、复合物修饰等方法。钨酸铋是具有层状结构的氧化物之一,具有光催化分解活性,不同形貌的钨酸铋光催化剂的性能也不一样。由于钨酸铋的价带电位比二氧化钛低,其价带上的空穴能被转移到二氧化钛的价带上,二氧化钛则充当电子受体,降低二氧化钛电子空穴的复合几率,提高光催化性能。中国专利CN103349982B公开的一种Bi2WO6修饰TiO2纳米带光催化剂、制备方法及其用途,以钛片作为衬底,经氢氧化钠溶液处理后得到二氧化钛纳米阵列,然后将含Bi2WO6白色悬浮液淹没二氧化钛纳米阵列,水热反应,煅烧处理得到Bi2WO6修饰TiO2纳米带光催化剂,该方法制备方法简单,制备的光催化剂具有锐钛矿型纳米带状形貌,附着了Bi2WO6后光催化活性明显提高,且具有良好的循环稳定性,能够多次重复利用,不会引起二次污染。中国专利CN102698777B公开的Ag/AgCl/BiMg2VO6复合光催化剂的制备方法,将五水硝酸铋、六水硝酸镁和偏钒酸铵为原料制备BiMg2VO6凝胶,然后缓慢滴加到硝酸银溶液中,再缓慢滴加盐酸,超声搅拌形成Ag/AgCl/BiMg2VO6复合光催化剂,该催化剂将卤化银与金属银修饰BiMg2VO6,提高BiMg2VO6的可见光催化活性。由上述现有技术可知,通过将金属银、卤化银、铋系复合氧化物与二氧化钛结合,都可以不同程度提高二氧化钛的光催化性能,但是如何更进一步提高二氧化钛的催化性能,仍值得进一步研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法,选用刻蚀的Bi2WO6-x催化剂与AgI/Ag3PO4/TiO2催化剂复合形成复合催化剂,综合提高复合催化剂的催化性能,且绿色环保。为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是:一种Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)先在烧杯A中加入Bi(NO3)3·5H2O、蒸馏水和浓硝酸,在磁力搅拌器上搅拌溶液至完全溶解;同时将Na2WO4·2H2O和蒸馏水在烧杯B中搅拌至完全溶解;将Na2WO4溶液逐滴滴加进A烧杯中,耗时20-30min;滴加完毕后,用HNO3和NaOH溶液调节前驱液pH值为0.9-1.1,再搅拌12-18min;将上述溶液转移进水热反应釜中,满足填充度≤75%,置于烘箱,恒温120℃反应18-24h,反应完成后,将样品离心分离,分别多次用水洗、醇洗沉淀,再恒温70℃干燥18-21h,研磨可得Bi2WO6;(2)取强碱溶于去离子水,再加入步骤(1)制备的Bi2WO6,调节磁力搅拌器至20-90℃,刻蚀0.5-6h,反应完毕后,将样品离心分离,用60-70℃热水多次洗涤至溶液呈中性;再将固体至于烘箱中,恒温70℃干燥5-8h,即得到Bi2WO6-x刻蚀材料;(3)将TiO2溶于去离子水中,在室温下进行超声振荡,形成均匀分散液,加入硝酸银溶液,搅拌均匀,形成溶液A,再向溶液A中滴加磷酸二氢钠溶液,搅拌均匀形成Ag3PO4/TiO2溶液;(4)将步骤(3)制备的Ag3PO4/TiO2溶液中加入步骤(2)制备的Bi2WO6-x刻蚀材料,搅拌均匀,再加入碘化钠,原位置换部分磷酸根,形成Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合溶液;(5)将步骤(4)制备的Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合溶液进行静置、离心、水洗,收集沉淀,在110-200℃下干燥8-20h,烘干得到Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂。作为上述技术方案的优选,所述步骤(2)中,强碱为NaOH,NaOH与Bi2WO6的质量比为1:1。作为上述技术方案的优选,所述步骤(2)中,刻蚀的温度为60℃,时间为3h。作为上述技术方案的优选,所述步骤(3)中,TiO2的粒径为25nm。作为上述技术方案的优选,所述步骤(3)中,硝酸银溶液的摩尔浓度为0.01-0.9mol/L,磷酸二氢钠溶液的摩尔浓度为0.01-0.3mol/L,硝酸银溶液与磷酸二氢钠溶液中硝酸银与磷酸二氢钠的摩尔比为0.9-3:0.3-1。作为上述技术方案的优选,所述步骤(4)中,碘化钠溶液的摩尔浓度为0.01-0.3mol/L。作为上述技术方案的优选,所述步骤(5)中,干燥的温度为120-150℃,时间为12-20h。作为上述技术方案的优选,所有的操作需要在暗室中进行。作为上述技术方案的优选,Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂中各成分的含量为:Bi2WO6-x5.6-28.4wt%、AgI1.75-28.6wt%、TiO27.6-39.71wt%,余量为Ag3PO4,总量为100%。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:(1)本专利技术制备的Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂中含有Bi2WO6-x刻蚀材料,Bi2WO6材料经氢氧化钠刻蚀后,损失了部分氧离子,但是进一步提高了Bi2WO6-x的光催化性能,此外复合光催化剂中还含有碘化银和磷酸银,形成能带梯度结构,更有利于减小禁带宽度,提高了光生电子与空穴的分离、转移效率,提高复合光催化剂的光催化性能。(2)本专利技术制备方法简单,易于控制,无需各种添加剂,环保,对设备的要求低,能够大批量合成,适合于工业化生产,具有良好的市场前景。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术,在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术,但并不作为对本专利技术的限定。实施例1:(1)在暗室中,先在烧杯A中加入1.2118gBi(NO3)3·5H2O、1ml蒸馏水和0.5ml浓硝酸,在磁力搅拌器上搅拌溶液至完全溶解;同时将0.4123gNa2WO4·2H2O和30ml蒸馏水在烧杯B中搅拌至完全溶解;将Na2WO4溶液逐滴滴加进A烧杯中,耗时25min;滴加完毕后,用HNO3和NaOH溶液调节前驱液pH值为1,再搅拌15min;将上述溶液转移进水热反应釜中,满足填充度≤75%,置于烘箱,恒温120℃反应20h,反应完成后,将样品离心分离,分别多次用水洗、醇洗沉淀,再恒温70℃干燥18h,研磨可得Bi2WO6。(2)取0.2g氢氧化钠溶于去离子水,再加入0.2gBi2WO6,调节磁力搅拌器至60本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)先在烧杯A中加入Bi(NO3)3·5H2O、蒸馏水和浓硝酸,在磁力搅拌器上搅拌溶液至完全溶解;同时将Na2WO4·2H2O和蒸馏水在烧杯B中搅拌至完全溶解;将Na2WO4溶液逐滴滴加进A烧杯中,耗时20‑30min;滴加完毕后,用HNO3和NaOH溶液调节前驱液pH值为0.9‑1.1,再搅拌12‑18min;将上述溶液转移进水热反应釜中,满足填充度≤75%,置于烘箱,恒温120℃反应18‑24h,反应完成后,将样品离心分离,分别多次用水洗、醇洗沉淀,再恒温70℃干燥18‑21h,研磨可得Bi2WO6;(2)取强碱溶于去离子水,再加入步骤(1)制备的Bi2WO6,调节磁力搅拌器至20‑90℃,刻蚀0.5‑6h,反应完毕后,将样品离心分离,用60‑70℃热水多次洗涤至溶液呈中性;再将固体至于烘箱中,恒温70℃干燥5‑8h,即得到Bi2WO6‑x刻蚀材料;(3)将TiO2溶于去离子水中,在室温下进行超声振荡,形成均匀分散液,加入硝酸银溶液,搅拌均匀,形成溶液A,再向溶液A中滴加磷酸二氢钠溶液,搅拌均匀形成Ag3PO4/TiO2溶液;(4)将步骤(3)制备的Ag3PO4/TiO2溶液中加入步骤(2)制备的Bi2WO6‑x刻蚀材料,搅拌均匀,再加入碘化钠,原位置换部分磷酸根,形成Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合溶液;(5)将步骤(4)制备的Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合溶液进行静置、离心、水洗,收集沉淀,在110‑200℃下干燥8‑20h,烘干得到Bi2WO6‑x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)先在烧杯A中加入Bi(NO3)3·5H2O、蒸馏水和浓硝酸,在磁力搅拌器上搅拌溶液至完全溶解;同时将Na2WO4·2H2O和蒸馏水在烧杯B中搅拌至完全溶解;将Na2WO4溶液逐滴滴加进A烧杯中,耗时20-30min;滴加完毕后,用HNO3和NaOH溶液调节前驱液pH值为0.9-1.1,再搅拌12-18min;将上述溶液转移进水热反应釜中,满足填充度≤75%,置于烘箱,恒温120℃反应18-24h,反应完成后,将样品离心分离,分别多次用水洗、醇洗沉淀,再恒温70℃干燥18-21h,研磨可得Bi2WO6;(2)取强碱溶于去离子水,再加入步骤(1)制备的Bi2WO6,调节磁力搅拌器至20-90℃,刻蚀0.5-6h,反应完毕后,将样品离心分离,用60-70℃热水多次洗涤至溶液呈中性;再将固体至于烘箱中,恒温70℃干燥5-8h,即得到Bi2WO6-x刻蚀材料;(3)将TiO2溶于去离子水中,在室温下进行超声振荡,形成均匀分散液,加入硝酸银溶液,搅拌均匀,形成溶液A,再向溶液A中滴加磷酸二氢钠溶液,搅拌均匀形成Ag3PO4/TiO2溶液;(4)将步骤(3)制备的Ag3PO4/TiO2溶液中加入步骤(2)制备的Bi2WO6-x刻蚀材料,搅拌均匀,再加入碘化钠,原位置换部分磷酸根,形成Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合溶液;(5)将步骤(4)制备的Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合溶液进行静置、离心、水洗,收集沉淀,在110-200℃下干燥8-20h,烘干得到Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种Bi2WO6-x/AgI/Ag3PO4/TiO2复合光催化剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:王海燕
申请(专利权)人:东莞市佳乾新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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