一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法技术

本申请实施例示出铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法：取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；将铋溶液和钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定型钨酸铋粉末；将还原剂与无定型钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂。由本发明专利技术提供的制备方法所获得的有机复合光催化剂中，Bi单质原位负载在钨酸铋表面并和单质Bi的氧化物Bi2O3构成异质结能够较大程度地加速无定型钨酸铋的光生电子与空穴对的分离，进而三元有机复合光催化剂的光催化活性提高。

【技术实现步骤摘要】
一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法
本专利技术涉及光催化剂制备
，更为具体地说，涉及一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法。
技术介绍
随着人类科技文明的进步，工业得到了大规模地发展，汽车也越来越普及，大量的氮氧化物排放入大气中。氮氧化物作为光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏的污染物，氮氧化物已成为世界各国亟待解决的大气污染物。可见光驱动的光催化方法作为一种环境友好的绿色技术在环境污染净化和太阳能能源转化方面都展现出了良好的应用前景。可见光驱动的光催化方法能使氮氧化物在光催化作用下发生氧化反应，生成H2O、硝酸盐、亚硝酸盐等而达到无害化，从而净化环境。研究表明，铋系光催化剂是一种很好的可见光催化剂。1999年Kudo和Hijii首次报道了钨酸铋具有光催化分解水的活性。Tang等的研究证实了钨酸铋对于CHCl3和CH3CHO的矿化均有光催化活性。已知，铋系光催化剂由于禁带宽度较窄(1.76eV～3.1eV)，导致光生电子空穴对容易复合，铋系光催化剂的光活性较低。为了进一步提高铋系光催化剂的光活性，许多学者采用各种不同方法以及掺杂和负载等技术制备出具有特殊形貌和粒径较小的钨酸铋光催化剂。现有技术通过改进制备方法，如：贵金属掺杂负载、构建异质结等技术，可以有效提高铋系半导体材料的可见光吸收性能或抑制光生电子和空穴的复合，从而进一步提高其光催化性能。但是，现有的铋系光催化剂的制备方法制备出来的铋系光催化剂，光响应范围窄，太阳能利用率低，光生电子和空穴复合严重，阻碍了铋系光催化技术的应用。因此，寻求一种太阳能利用率高，光催化性能稳定的铋系光催化剂的制备方法乃当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法，以解决
技术介绍
所述的铋类光催化剂，由于光响应范围窄，太阳能(可见光)利用率低，光生电子和空穴复合严重等问题的存在而阻碍光催化技术的应用的技术问题。本专利技术实施例提供了一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S101取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；S102将所述铋溶液和所述钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定形钨酸铋粉末；S103将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂。可选择的，所述将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水的步骤包括：取还原剂与所述无定形钨酸铋粉末，所述还原剂与所述无定形钨酸铋粉末的所述摩尔比为20％～120％；所述将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水。可选择的，所述还原剂为NaBH4。可选择的，所述铋元素前驱体为：硝酸铋。可选择的，所述钨酸根前驱体为：钨酸钠。可选择的，在烘箱中恒温反应的步骤中，所述烘箱中的温度为100℃，反应时间20h。可选择的，所述将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌的步骤中，所述磁力搅拌时间为30min。本申请第二方面示出一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂。由以上技术方案可知，本申请实施例示出一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S101取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；S102将所述铋溶液和所述钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定形钨酸铋粉末；S103将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂。由本专利技术提供的制备方法所获得的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂中，Bi单质原位负载在钨酸铋表面并和单质Bi的氧化物三氧化二铋(Bi2O3)构成异质结能够较大程度地加速无定形钨酸铋的光生电子与空穴的分离，进而提高了可见光光催化活性，同时，相对于贵金属负载在钨酸铋表面而形成的半金属-有机复合光催化剂而言，铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂价格低廉，制备简单，能够更好地应用于光催化领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的制备方法流程图；图2是本专利技术实施例1、2、3、4、5制备的五种不同的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂与纯相无定形钨酸铋的XRD图(XRD为X-raydiffraction的缩写，即X射线衍射)；图3是本专利技术实施例2制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的SEM图(SEM为scanningelectronmicroscope的缩写，即扫描电子显微镜)；图4是本专利技术实施例3制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的SEM图(SEM为scanningelectronmicroscope的缩写，即扫描电子显微镜)；图5是本专利技术实施例4制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的SEM图(SEM为scanningelectronmicroscope的缩写，即扫描电子显微镜)；图6是本专利技术实施例6提供的纯相无定形钨酸铋的TEM图(TEM为transmissionelectronmicroscope的缩写，即透射电子显微镜)；图7是本专利技术实施例3制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的TEM图(TEM为transmissionelectronmicroscope的缩写，即透射电子显微镜)；图8是本专利技术实施例5制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂局部放大的TEM图(TEM为transmissionelectronmicroscope的缩写，即透射电子显微镜)；图9是本专利技术实施例3制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的HRTEM图(HRTEM为highresolutiontransmissionelectronmicroscope的缩写，即高分辨率透射电子显微镜)；图10是本专利技术实施例1、2、3、4、5制备的五种不同铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂与纯相无定形钨酸铋的UV-VisDRS图(UV-VisDRS为UV-Visiblediffuse-reflectionspectra，即紫外可见漫反射)；图11是本专利技术实施例1、2、3、4、5制备的五种不同的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂与纯相无定形钨酸铋在可见光条件下对NO降解的降解效率对比图；图12是本专利技术实施例3制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的·O2-及·OH-在可见光条件下对NO降解的活性自由基检测图；图13是本专利技术实施例3制备的铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂在可见光条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S101 取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；S102 将所述铋溶液和所述钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定形钨酸铋粉末；S103 将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S101取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；S102将所述铋溶液和所述钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定形钨酸铋粉末；S103将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将还原剂与所述无定形钨酸铋粉末分别溶于去离子水的步骤包括：取还原剂与所述无定形钨酸铋粉末，所述还原剂与所述无定形钨酸铋粉末的所述摩尔比为20％～120％；所述将还原剂与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董帆，何文杰，董兴安，王红，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50