本发明专利技术属于光催化领域，具体涉及一种Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂是由Bi2WO6和BiVO4形成的具有三维分层鸟巢状结构的催化剂；其中，Bi2WO6与BiVO4的摩尔比为1:0.05～10。制备，通过简单的水热法一步制备Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂。本发明专利技术的制备方法工艺简单、易于控制、成本低廉，构建了具有可见光响应和较大比表面积的Bi2WO6/BiVO4异质结结构，加速了光生载流子的分离，减小了光生电子-空穴对的复合几率，在可见光下具有高效的光催化活性和稳定性，对水体中的有害微生物和染料污染物具有高效的杀灭和降解效果，在水体净化和海洋防污等领域具有很好的实用价值和潜在的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化领域，具体涉及一种Bi2W06/BiV04。
技术介绍
近年来，随着科学技术和工业技术的飞速发展，环境污染问题日益严重，特别是人类赖以生存的水资源受到了不同程度的污染，水资源污染已成为一个直接威胁人类生存、世界各国亟待解决的问题。另一方面，由于化石能源的过度使用而造成了日益严重的能源危机，同时也造成了严重的环境污染。因此，能源短缺与环境污染问题是当今世界所面临的两个巨大挑战，严重制约着人类的可持续发展，而且严重危害人类健康。因此，控制污染、保护环境、实现可持续发展受到了人们越来越多的重视，而开发和使用高效、环保、科学的新技术和新能源成为了目前的研究热点。光催化技术是一种利用光能进行物质转化的技术，是物质在光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。自1972年日本科学家Fujishima和Honda首次报道Ti02在紫外光照下可以光解水产生氢气和氧气以后，半导体光催化技术受到了越来越多的关注。近年来，光催化技术的应用研究发展十分迅速，这项新技术具有高效、无选择性、稳定性高、绿色无毒、无二次污染、能耗低、操作简便和低成本等突出优点，并且可以充分利用清洁无污染的太阳能，能有效的氧化降解有机物质和杀灭致病微生物，在污水处理、废气处理、空气净化、杀菌消毒、催化制氢、还原C02等方面已经有广泛应用，并且效果良好。目前，Ti02因其化学性质稳定、无毒、低成本等优点成为使用最广泛的光催化材料，但是由于Ti02禁带宽度为3.2eV，其对应的吸收波长为387.5nm，光吸收范围仅局限于紫外光区，而这部分光尚达不到照射到地面太阳光谱的5%，大大限制了对太阳能的利用。因此，为了实现太阳能的有效利用，开发和设计具有可见光响应、绿色环保的新型光催化材料具有重要的实际意义。铋系材料因其在可见光(λ>420ηπι)区具有良好的光催化性能和形貌多样性而被广泛关注和深入研究，而且铋和其他金属形成的复合材料也具有良好的可见光催化性能。如BiV04是一种新型的η型直接半导体材料，其禁带宽度相对较窄(约2.4eV)，具有良好的可见光吸收性能，是一种应用前景良好的新型可见光催化材料;Bi2W06是一种最简单的Aurivi 11 ius型氧化物，是一种η型直接半导体材料，具有较窄的禁带宽度(约2.7eV)，在可见光照下具有较高的催化活性，在环境净化和新能源开发领域具有潜在的应用价值，成为目前广泛研究的光催化剂之一。但是由于单体光催化剂中光电子-空穴分离较慢，光生载流子易复合，导致光催化性能受限，而通过半导体复合构建复合材料可以加速电子-空穴分离，提高材料的光催化性能。因此，现急需一种复合型光催化剂。K.Nakata,A.Fujishima.Ti02photocatalysis:Design and applicat1ns.Journal of Photochemistry and Photob1logy C:Photochemistry Reviews,2012,13:169-189.X.B.Chen，S.S.Ma0.Titanium d1xide nanomaterials: Synthesis,properties, mod if i cat 1ns, and applicat1ns!! J].Chemical Reviews, 2007,107:2891-2959.M.Shang,ff.Z.Wang,J.Ren,S.M.Sun,L.Zhang.A novel BiVCUhierarchicalnanostructure: control1able synthesis ,growth mechanism,and applicat1n inphotocatalysis.CrystEngComm,2010,12:1754-1758.X.F.Cao,L.Zhang,X.T.Chen,Z.L.Xue.Microwave-assisted solut1n-phasepreparat1n of flower-like Bi2ff06and its visible-light-driven photocatalyticproperties!!J].CrystEngComm,2011,13:306-311.Y.Hu,D.Z.Li,Y.Zheng,ff.Chen,Y.H.He,Y.Shao,X.Z.Fu,G.C.Xia0.BiV04/Ti02nanocrystalline heterostructure:A wide spectrum responsive photocatalysttowards the highly efficient decomposit1n of gaseous benzene.AppliedCatalysis B:Environmental,2011,104:30-36.Z.J.Zhang,ff.Z.Wang,L.Wang,S.M.Sun.Enhancement of visible-lightphotocatalysis by coupling with narrow—band—gap semiconductor:A case study onBi2S3/Bi2ff06.ACS Applied Materials&Interfaces,2012,4:593-597.
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种Bi2W06/BiV04。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实施:一种Bi2W06/BiV04异质结复合光催化剂，由Bi2W06和BiV04形成具有三维分层鸟巢状结构的催化剂;其中也#06与财￥04的摩尔比为1:0.05?10。所述Bi2W06与BiV04的摩尔比为1:0.1?5。一种Bi2W06/BiV04异质结复合光催化剂的制备方法:将Bi(N03)3.5H20加入到ΗΝ03溶液中，磁力搅拌至完全溶解，得到溶解液A;同时将Na2W04.2H20和NH4V03加入到NaOH溶液中，磁力搅拌至完全溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，磁力搅拌至完全溶解，得到溶解液B;然后在磁力搅拌下将上述溶解液B逐滴加入到上述溶解液A中，得悬浮液，并调节悬浮液pH至5?9，继续搅拌30?90min，之后将悬浮液转移至高压反应爸中，放入电热恒温鼓风干燥箱中热处理;而后将反应釜冷却至室温，经抽滤、洗涤和干燥可得到具有三维分层巢状结构的Bi2W06/BiV04异质结复合光催化剂;其中，Na2W04.2H20和NH4V03的物质的量之比为1:0.1?5，Bi(N03)3.5H20和Na2W04.2H20的物质的量之比为2:1，Bi(N03)3.5H20和NH4VO3的物质的量之比为1:1，PVP的用量与Bi(N03)3.5H20的用量关系为0.01?0.5g PVP/lmmol Bi(N03)3.5Η20ο所述ΗΝ03与Bi(N03)3.5Η20的物质的量之比为3?30:1 ;Na0H与Na2W04.2H20和NH4V03的物质的量之比为3?30:1。所述调节悬浮液pH值采用浓度为0.1?5.0mol/L的ΝΗ3.H20或NaOH。所述电热恒温鼓风干燥箱中热处理温度为120?本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂，其特征在于：Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂由Bi2WO6和BiVO4形成具有三维分层鸟巢状结构的催化剂；其中，Bi2WO6与BiVO4的摩尔比为1:0.05～10。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠鹏，张盾，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37
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