一种钨酸铋-硫化钼复合微米花球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种Bi2WO6‑MoS2复合微米花球及其制备方法，所述催化剂包括花球结构的Bi2WO6和分布在Bi2WO6表面的颗粒状MoS2；所述花球结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。在本发明专利技术中，颗粒状MoS2分布于所述Bi2WO6的表面，形成了异质结，促进了电子‑空穴对的有效分离，使得复合材料的光催化活性显著提高。并且花瓣状结构Bi2WO6的存在有助于提高复合材料的比表面积，进而提高对可见光的吸收，为光催化反应体系提供了更大的接触面积和更多的活性位点，本发明专利技术将催化剂用于在可见光条件下催化CO2和水反应生成有机物，具有较高的复合材料的光催化效率。

Bismuth molybdenum sulphide composite micron flower ball and preparation method and application thereof

The invention provides a Bi2WO6 MoS2 composite micron ball and a preparation method, the catalyst includes the Bi2WO6 of the flower structure and the granular MoS2 distributed on the surface of the Bi2WO6; the Bi2WO6 of the flower ball structure is self assembled by a sheet structure composed of Bi2WO6. In the present invention, the granular MoS2 is distributed on the surface of the Bi2WO6, forming a heterojunction, which promotes the effective separation of the electron hole pair and improves the photocatalytic activity of the composite material. The presence of petal structure Bi2WO6 helps to improve the specific surface area of the composite, and thus improves the absorption of visible light, providing a larger contact area and more active sites for the photocatalytic reaction system. This invention has used the catalyst to catalyze the reaction of CO2 and water to produce organic matter under the condition of visible light. The photocatalytic efficiency of the composite material.

【技术实现步骤摘要】
一种钨酸铋-硫化钼复合微米花球及其制备方法和应用
本专利技术属于光催化材料
，尤其涉及一种Bi2WO6-MoS2复合微米花球及其制备方法和应用。
技术介绍
随着工业化的发展，化石燃料的大量使用，排放了大量二氧化碳温室气体。2015年3月的数据显示，大气中的二氧化碳气体已达到400.83ppm，是60万年以来的最高峰，导致了严重的温室效应和全球气候变暖，更带来了海平面上升等诸多问题，解决二氧化碳带来的温室效应问题迫在眉睫。现今科研工作者尝试对二氧化碳进行固化，将其转化为人类可利用的能源。固定二氧化碳的方法主要涉及这两方面的问题：(1)如何洁净地获得所需能源；(2)如何活化稳定的二氧化碳分子。自从Inoue等在1979年报道了二氧化碳光催化生成有机物的先例，光催化还原二氧化碳的光催化材料成为科研工作者研究的一个焦点。传统的宽带隙半导体光催化剂，如：TiO2、ZnO等禁带宽带较大，对太阳能的利用率较低，只能吸收太阳能中4％的紫外光，光催化效率较低。为了更为有效地利用太阳能实现对二氧化碳的固化，科研工作者致力于开发新型可见光响应型光催化剂。Bi2WO6是一种具有层状结构的半导体多元氧化物，在可见光下具有一定的响应，以其交替出现的(Bi2O2)2+层和八面体的(WO4)2-堆积而成的结构特征，具有较高的光催化活性，在二氧化碳固化领域受到广泛关注。但是，Bi2WO6是一种直接带隙半导体，并且禁带宽度仅为2.75eV左右，光照时产生的光生电子和空穴直接复合几率较高，可见光响应较弱，光量子效率较低，并且Bi2WO6材料的比表面积小，光生电荷迁移距离较长，进而仍存在光催化效率较低，光催化效果仍不理想的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种Bi2WO6-MoS2复合微米花球及其制备方法和应用，本专利技术提供的Bi2WO6-MoS2复合微米花球，具有较高的光催化效率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种Bi2WO6-MoS2复合微米花球，包括花球结构的Bi2WO6和分布在Bi2WO6表面的MoS2；所述花球结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。优选的，所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球的粒径为2～5μm；所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球中MoS2和Bi2WO6的质量比为(0.002～0.005)：1。本专利技术提供了上述技术方案所述的Bi2WO6-MoS2复合微米花球的制备方法，包括以下步骤：(1)将仲钼酸铵、硫化氨和氨水混合，进行水浴加热，得到(NH4)2MoS4；将钨酸钠溶液加入到硝酸铋冰乙酸溶液中，进行加热反应，得到Bi2WO6；(2)将所述步骤(1)得到的(NH4)2MoS4和Bi2WO6与溶剂混合，进行浸渍，得到预煅烧复合物；(3)将所述步骤(2)得到的预煅烧复合物进行煅烧，得到Bi2WO6-MoS2复合微米花球。优选的，所述步骤(1)中仲钼酸铵的质量、硫化氨的体积和氨水的体积比为10～20g:100～200mL:25～50mL；所述步骤(1)中钨酸钠与硝酸铋的物质的量比为0.5～1:1～2；所述步骤(2)中Bi2WO6的质量、(NH4)2MoS4的质量和溶剂的体积比为1g：(0.0032～0.0081)g：5mL。优选的，所述步骤(1)中水浴加热的温度为60～70℃，水浴加热的时间为30～40min。优选的，所述步骤(1)中加热反应的温度为180～200℃，加热反应的时间为16～18h。优选的，所述步骤(2)中的溶剂为乙醇。优选的，所述步骤(2)中浸渍的时间为10～12h。优选的，所述步骤(3)中煅烧的温度为773～823K，所述煅烧的时间为2～3h。本专利技术还提供了上述技术方案所述的Bi2WO6-MoS2复合微米花球作为催化剂在二氧化碳的光催化反应制备有机燃料中的应用。本专利技术提供了一种Bi2WO6-MoS2复合微米花球，包括花球结构的Bi2WO6和分布在Bi2WO6表面的MoS2；所述花球结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。在本专利技术中，颗粒状MoS2分布于所述Bi2WO6的表面，形成了异质结，促进了电子-空穴对的有效分离，使得复合材料的光催化活性显著提高；并且花瓣状结构Bi2WO6的存在有助于提高复合材料的比表面积，进而提高对可见光的吸收，为光催化反应体系提供了更大的接触面积和更多的活性位点，从而提高复合材料的光催化效率。在本专利技术中，所述复合微米花球的片状结构，有利于光线在之中不断的反射，充分让入射光和复合材料的相互作用，避免光线仅仅局限在某一部分被光照到的位置，进而提高光催化效率。实施例结果表明，将本专利技术制备得到的复合材料用于二氧化碳的光催化反应时，甲醇和乙醇的产率较高；经过4h光催化反应，甲醇的产率达27.5μmol/g-Cat，乙醇的产率达37.2μmol/g-Cat。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为实施例1制备得到的花球状钨酸铋的场发射扫描电镜图；图2为实施例1制备得到的Bi2WO6-MoS2复合微米花球的场发射扫描电镜图；图3为实施例1制备得到的Bi2WO6-MoS2复合微米花球、以及Bi2WO6、和MoS2的XRD图；图4为实施例1制备得到的Bi2WO6-MoS2复合微米花球的TEM图。具体实施方式本专利技术提供了一种Bi2WO6-MoS2复合微米花球，包括花球结构的Bi2WO6和分布在Bi2WO6表面的MoS2；所述花球结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。在本专利技术中，所述花球状结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。在本专利技术中，所述片状结构的厚度优选为50～60nm。在本专利技术中，所述复合微米花球的片状结构，有利于光线在之中不断的反射，充分让入射光和复合材料的相互作用，避免光线仅仅局限在某一部分被光照到的位置，进而提高光催化效率。在本专利技术中，所述MoS2为纳米级片状结构，所述MoS2的尺寸优选为25～30nm。在本专利技术中，所述颗粒状MoS2分布于所述Bi2WO6的表面，形成了异质结，促进了电子-空穴对的有效分离，使得复合材料的光催化活性显著提高。在本专利技术中，所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球的粒径优选为2～5μm，进一步优选为2.5～4.5μm，更优选为3～4μm。在本专利技术中，所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球中MoS2和Bi2WO6的质量比优选为(0.002～0.005):1，进一步优选为(0.003～0.004):1。在本专利技术中，所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球中花瓣状结构的存在有助于提高复合材料的比表面积，进而提高对可见光的吸收，为光催化反应体系提供了更大的接触面积和更多的活性位点，从而提高复合材料的光催化效率。本专利技术提供了上述技术方案所述的Bi2WO6-MoS2复合微米花球的制备方法，包括以下步骤：(1)将仲钼酸铵、硫化氨和氨水混合，进行水浴加热，得到(NH4)2MoS4；将钨酸钠溶液加入到硝酸铋冰乙酸溶液中，进行加热反应，得到Bi2WO6；(2)将所述步骤(1)得到的(NH4)2MoS4和Bi2WO6与溶剂混合，进行浸渍，得到预煅烧复合物；(3)将所述步骤(2)得到的预煅烧复合物进行煅烧，得到Bi2WO6-MoS2复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Bi2WO6‑MoS2复合微米花球，包括花球结构的Bi2WO6和分布在Bi2WO6表面的MoS2；所述花球结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。

【技术特征摘要】
1.一种Bi2WO6-MoS2复合微米花球，包括花球结构的Bi2WO6和分布在Bi2WO6表面的MoS2；所述花球结构的Bi2WO6由Bi2WO6组成的片状结构自组装而成。2.根据权利要求1所述的Bi2WO6-MoS2复合微米花球，其特征在于，所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球的粒径为2～5μm；所述Bi2WO6-MoS2复合微米花球中MoS2和Bi2WO6的质量比为(0.002～0.005)：1。3.权利要求1或2所述的Bi2WO6-MoS2复合微米花球的制备方法，包括以下步骤：(1)将仲钼酸铵、硫化氨和氨水混合，进行水浴加热，得到(NH4)2MoS4；将钨酸钠溶液加入到硝酸铋冰乙酸溶液中，进行加热反应，得到Bi2WO6；(2)将所述步骤(1)得到的(NH4)2MoS4和Bi2WO6与溶剂混合，进行浸渍，得到预煅烧复合物；(3)将所述步骤(2)得到的预煅烧复合物进行煅烧，得到Bi2WO6-MoS2复合微米花球。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中仲钼酸铵的质量、硫化氨的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：代威力，王腾瑶，罗胜联，熊悟琬，罗旭彪，涂新满，邹建平，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36