本发明专利技术公开了一种钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，由ZnFe2O4，Fe2O3和Bi2WO6复合而成；空心微球的粒径大小为50-1000nm，空心壳层的厚度为1-100nm。本发明专利技术还公开了其制备方法：水热反应制备酚醛树脂微球；将其加入到浸泡到铁盐和锌盐混合溶液中超声、陈化、煅烧得C@ZnFe2O4-Fe2O3微球；将C@ZnFe2O4-Fe2O3微球浸泡到Bi(NO3)3和Na2WO4混合乙二醇溶液中超声、陈化、煅烧即得。本发明专利技术光催化剂能够在太阳光和紫外光下高效光催化降解有毒有害物质，降解率均接近100％，且ZnFe2O4具有磁性，易于分离回收，制备方法简单。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，由ZnFe2O4，Fe2O3和Bi2WO6复合而成；空心微球的粒径大小为50-1000nm，空心壳层的厚度为1-100nm。本专利技术还公开了其制备方法：水热反应制备酚醛树脂微球；将其加入到浸泡到铁盐和锌盐混合溶液中超声、陈化、煅烧得C@ZnFe2O4-Fe2O3微球；将C@ZnFe2O4-Fe2O3微球浸泡到Bi(NO3)3和Na2WO4混合乙二醇溶液中超声、陈化、煅烧即得。本专利技术光催化剂能够在太阳光和紫外光下高效光催化降解有毒有害物质，降解率均接近100％，且ZnFe2O4具有磁性，易于分离回收，制备方法简单。【专利说明】
本专利技术属于光催化剂
，具体涉及一种钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，本专利技术还涉及该复合光催化剂的制备方法。
技术介绍
环境污染的治理是当今人类所面临的亟待解决的重大问题之一，光催化氧化法对环境污染的净化具有能耗低、净化条件温和、无二次污染、深度氧化等优点而备受重视。其中光催化剂的成分和形貌设计，处于该技术的核心地位，是光催化氧化效率的关键。空心的纳米光催化剂与传统的粉体光催化剂相比较，由于其尺寸小、表面的体积分数较大、表面的化学键状态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全，促使表面的活性位置增加，使它的光催化效果也明显的提高。然而纳米材料，由于其大的表面积，低密度，粒径过小，不利于其与降解液得到有效的分离，容易造成二次污染，限制了其广泛的应用。 ZnFe2O4具有优越的磁性能，在外加电场存在的情况下，使其可以进行有效的分离，而且禁带宽度为1.9eV，在可见光照射下即可使光生电子-空穴对进行有效的分离。然而纯相的ZnFe2O4光生电子-空穴对的复合效率很高，这严重的限制了其在光催化领域的应用。 研究表明，用金属氧化物对ZnFe2O4进行修饰，形成异质结构，能有效改善上述问题。一方面，不同半导体间能带的交迭效应可扩展激发波范围；此外，能带差异使半导体异质结两侧存在空间电势差，该内建电场可作为驱动力促使光生载流子从一种半导体能级注入到另一种半导体能级，从而提高光生电子-空穴的分离效率，从而达到协同催化的效果。ZnFe204/CaFe204, ZnFe204/Ti02, ZnFe204/SrFe12019, ZnFe2O4/ a -Fe2O4 和 ZnFe2O4Ag3VO4 等两相复合异质结的研究都有所报告，且复合后的催化效果都表现出明显的协同效应，但是它们的催化效果不是很理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，解决了现有两相复合异质结的光催化剂催化效果不理想的问题。 本专利技术的另一个目的是提供一种钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂的制备方法。 本专利技术所采用的技术方案是，钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，由ZnFe2O4,Fe2O3和Bi2WO6复合而成；空心微球的粒径大小为50nm-1000nm，空心壳层的厚度为Inm-1OOnm0 本专利技术所采用的另一个技术方案是，钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂的制备方法，具体制备步骤如下: 步骤I，采用传统的水热反应制备酚醛树脂微球； 步骤2，将浓度为0.01?4mol/L的锌盐溶液和浓度为0.01?4mol/L的铁盐溶液混合形成混合溶液A，然后加入步骤I得到的酚醛树脂微球，超声处理15min后陈化3h，水洗、离心各3次，再在真空干燥箱中50°C干燥24h ;将得到的产物在N2中煅烧，然后自然冷却，得到ZnFe2O4和Fe2O3包裹C球的COZnFe2O4-Fe2O3微球； 步骤3，将浓度为0.1?20mmol/L的Bi (NO3) 3乙二醇溶液和浓度为0.1?20mmol/L的Na2WO4乙二醇溶液混合形成混合溶液B，然后加入步骤2得到的COZnFe2O4-Fe2O3微球，经超声处理15min，陈化3小时后，洗涤、离心各3次，再在真空干燥箱中50°C干燥24h ;将得到的产物在空气中煅烧，然后自然冷却，即得到ZnFe2O4-Fe2O3-Bi2WO6复合空心微球光催化剂。 本专利技术的特点还在于， 步骤2中铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或乙酸铁中的一种或多种组成的混合物；锌盐为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌或乙酸锌中的一种或多种组成的混合物。 步骤2中混合溶液A中锌离子和铁离子的摩尔比为1:2.1?4。 步骤2中酚醛树脂微球和混合溶液A的质量体积比为1: 10?200g/ml。 步骤2中产物在N2中煅烧是在350?1000°C，保温I?5h。 步骤3中混合溶液B中铋离子和钨酸根离子的摩尔比为2:1。 步骤3中COZnFe2O4-Fe2O3微球和混合溶液B的质量体积比为1: 10?200g/ml。 步骤3中产物在空气中煅烧是在300?700°C，保温I?5h。 本专利技术的有益效果是， 1.本专利技术钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，ZnFe2O4, Fe2O3和Bi2WO6具有的独特的能带结构，Bi2WOJt为电子捕获中心，ZnFe2O4作为空穴捕获中心抑制了电子空穴对的复合，将三元半导体复合后，形成了一种具有瀑布结构的异质结，促使光生电子和空穴的有效分离，从而提高了其光催化活性，能够在太阳光和紫外光下高效光催化降解有毒有害物质，可应用于多种有机物的光催化降解反应中，降解率均接近100%，且ZnFe2O4具有磁性，易于分离回收，促进了其在治理环境污染方面的实际应用潜力。 2.本专利技术钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂的制备方法，反应条件温和，反应装置简单，制备效率高，对被降解物的纯度要求低，且可多次回收利用，成本较低。 【专利附图】【附图说明】 图1是实施例1制备的ZnFe2O4-Fe2O3-Bi2WO6复合空心微球的X射线衍射图谱； 图2是实施例1制备的ZnFe2O4-Fe2O3-Bi2WO6复合空心微球的扫描电镜图； 图3是实施例1制备的ZnFe2O4-Fe2O3-Bi2WO6复合空心微球的透射电镜图； 图4是实施例1制备的ZnFe2O4-Fe2O3-Bi2WO6复合空心微球光催化剂在500W氙灯照射下降解罗丹明B溶液的降解率曲线图； 图5是实施例1制备的ZnFe2O4-Fe2O3-Bi2WO6复合空心微球在磁铁作用下进行分离回收的实验。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。 本专利技术钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，由ZnFe2O4,Fe2O3和Bi2WO6复合而成；空心微球的粒径大小为50nm-1000nm,空心壳层的厚度为lnm-100nm。 本专利技术钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，ZnFe2O4, Fe2O3和Bi2WO6具有的独特的能带结构，Bi2WOJt为电子捕获中心，ZnFe2O4作为空穴捕获中心抑制了电子空穴对的复合，将三元半导体复合后，形成了一种具有瀑布结构的异质结，促使光生电子和空穴的有效分离，从而提高了其光催化活性，能够在太阳光和紫外光下高效光催化降解有毒有害物质，可应用于多种有机物的光催化降解反应中，降解率均接近100%，且ZnFe2O4具有磁性，易于分离回收，促进了其在治理环境污染方面的本文档来自技高网...
【技术保护点】
钨酸铋修饰磁性分离空心复合光催化剂，其特征在于，由ZnFe2O4，Fe2O3和Bi2WO6复合而成；空心微球的粒径大小为50nm‑1000nm，空心壳层的厚度为1nm‑100nm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军奇，刘振兴，刘辉，何选盟，朱振峰，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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