具有光催化性能的异质结微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃，其特征在于：为Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6异质结微晶玻璃。按如下方法制备(1)、将Bi2O3和MoO3以摩尔比为1:1的比例进行球磨混合得到混合均匀的粉体，将混合均匀的粉体干燥后放入炉中升温到650‑750℃煅烧，然后随炉冷却至室温研磨得到Bi2MoO6晶体粉A；(2)、将制备得到的粉体A与Li2B4O7以摩尔比为3:7的比例混合均匀，倒入坩埚中，升温至1000‑1200℃煅烧；然后将熔体倒入水中水淬，烘干后，研磨，得到Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末；(3)、将制备得到的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末倒入坩埚中在450‑550℃下热处理，从而使微晶玻璃内部晶体长大，得到具有光催化性能的微晶玻璃。成功制得了具有良好光催化性能的Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6异质结微晶玻璃。

【技术实现步骤摘要】
具有光催化性能的异质结微晶玻璃及其制备方法
本专利技术涉及一种微晶玻璃领域，特别涉及一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃及其制备方法。
技术介绍
随着社会的进步，工业发展越来越迅速，环境问题日益突显。废水中的染料、重金属、有机化合物和其他有毒物质不仅破坏了自然环境，而且严重威胁着人类的生存。有机染料因其难降解、持久、高毒、致癌、突变等特性，引起了人们的高度重视。因此，利用太阳能的光催化作用在水的分解和有机污染物的降解中得到了广泛的关注。钼酸铋(例如：α-Bi2Mo3O12，β-Bi2Mo2O9，γ-Bi2MoO6，Bi3.64Mo0.36O6.55)是一种典型的Aurivillius层状结构的复合氧化物，是一种可见光诱导的光催化剂，近年来引起了相当大的关注。Bi3.64Mo0.36O6.55是一种具有立方相结构的钼酸铋，最近的研究也显示其是一种优秀的光催化剂，在可见光照射下可实现有机染料的降解。但是，与其它半导体光催化剂相似，单元Bi3.64Mo0.36O6.55存在电子/空穴(e/h)对的复合速率快和可见光吸收效率低的缺陷，很难满足实际应用的要求。因此，部分学者通过离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等手段制备Bi3.64Mo0.36O6.55基复合异质结材料，通过延长光生电子空穴对的复合时间，进一步提升其光催化效率。XueLin等人采用低温固相法成功制得一种新奇的Ag–Bi2O2CO3/Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6四元异质结复合材料。研究发现，单元Bi3.64Mo0.36O6.55对酚红的催化能力在60min达到59％，而Ag–Bi2O2CO3/Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6复合材料在60min时对酚红实现了100％的降解。随后，XueLin等人又采用一种简单实用的低温液相法制得RGO/Bi3.64Mo0.36O6.55异质结纳米球，对RhB的光催化降解效果在80min时达到100％，远远高于Bi3.64Mo0.36O6.55的23％。然而，目前针对于Bi3.64Mo0.36O6.55异质结构复合材料的制备主要集中于纳米粉体，纳米粉体存在难回收、易造成二次污染等缺点，这极大的限制了钼酸铋光催化剂的广泛应用。Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃是玻璃受控晶化形成的一种半导体材料，具有玻璃与陶瓷两种材料的优点，可以制作成棒状、板状、片状等不同形状的材料，因此可以有效避免纳米粉体材料难于回收的问题。但是，单纯的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃不具有光催化性能。因此，开发一种具有良好光催化性能的异质结微晶玻璃对于解决有机染料污染问题具有实际价值。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃，本发专利技术还提供了该种具有光催化性能的异质结微晶玻璃及其制备方法。为了实现本专利技术的上述第一目的，本专利技术提供了一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃，其特征在于：为Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6异质结微晶玻璃。为了实现上述第二目的，本专利技术提供了一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备：(1)、将Bi2O3和MoO3以摩尔比为1:1的比例进行球磨混合得到混合均匀的粉体，将混合均匀的粉体干燥后放入炉中升温到650-750℃煅烧，然后随炉冷却至室温，研磨得到Bi2MoO6晶体粉A；(2)、将制备得到的粉体A与Li2B4O7以摩尔比为3:7的比例混合均匀，倒入坩埚中，升温至1000-1200℃煅烧；然后将熔体倒入水中水淬，过滤、烘干后研磨，得到Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末；(3)、将制备得到的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末倒入坩埚中在450-550℃下热处理，从而使微晶玻璃内部晶体长大，得到具有光催化性能的微晶玻璃。步骤(1)中，在球磨过程中加入适量酒精。步骤(1)中，升温速率为4-6℃/min，煅烧时间4-6h，取出后研磨成100-200目的粉体。步骤(2)中，升温速率为4-6℃/min。步骤(2)中，煅烧时间1-3h，取出后研磨成100-200目的粉体。步骤(3)中，热处理时间8-24h。优选为16h。本专利技术通过对微晶玻璃的组成和热处理温度、时间等进行控制，成功制得了具有良好光催化性能的Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6异质结微晶玻璃，在模拟太光照射下,在150min时本专利技术的微晶玻璃对MB的降解效率为23-61％。本专利技术制备的微晶玻璃作为光催化剂，可以制作成棒状、片状、板状等多种形态。与现有的纳米粉体相比，易于回收，不会造成二次污染。附图说明图1是实施例3所制备的Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6微晶玻璃的X射线粉末衍射(XRD)图。图2是实施例3所制备的Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6微晶玻璃的高分辨透射电镜(HRTEM)图。具体实施方式：下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1将Bi2O3和MoO3以摩尔比为1:1的比例装进球磨罐中，加入不同大小的研磨球和适量的酒精(加入酒精的目的是为了使得混合更均匀，并且在球磨过程中，酒精挥发能起到降温的目的)，在行星式球磨机下球磨混合均匀。然后将混合均匀的粉体进行干燥，随后倒入刚玉坩埚中，放入箱式电炉中以5℃/min的升温速率从室温升至700℃并保温5h，随炉冷却到室温取出，研磨成100-200目得粉体A。将制备得到的粉体A与Li2B4O7以摩尔比为3:7的比例混合均匀，倒入300ml的刚玉坩埚中，以5℃/min升温速率升至1100℃保温2h。然后将融体倒入水中水淬，过滤、烘干后，在玛瑙研钵中研磨成100-200目，得到相应的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末。最后将制备得到的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉倒入刚玉坩埚中，在475℃下热处理2h，得到样品B。由XRD可以鉴别出，微晶玻璃中只有Bi3.64Mo0.36O6.55一种物相。在模拟太光照射下,Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃在150min时对MB的降解效率为0％。实施例2将Bi2O3和MoO3以摩尔比为1:1的比例装进球磨罐中，加入不同大小的研磨球和适量的酒精，在行星式球磨机下混合均匀。然后将混合均匀的粉体进行干燥，随后倒入刚玉坩埚中，放入箱式电炉中以5℃/min的升温速率从室温升至700℃并保温5h，随炉冷却到室温取出，研磨成100-200目得粉体A。将制备得到的粉体A与Li2B4O7以摩尔比为3:7的比例混合均匀，倒入300ml的刚玉坩埚中，以5℃/min升温速率升至1100℃保温2h。然后将融体倒入水中水淬，过滤、烘干后，在玛瑙研钵中研磨成100-200目，得到相应的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末。最后将制备得到的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉倒入刚玉坩埚中，在475℃下热处理8h，得到样品C。由XRD和HRTEM可以鉴别出。微晶玻璃中含有Bi3.64Mo0.36O6.55和Bi2MoO6两种物相，其中Bi3.64Mo0.36O6.55和Bi2MoO6物相连接在一起形成了异质结。在模拟太光照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃，其特征在于：为Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6异质结微晶玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种具有光催化性能的异质结微晶玻璃，其特征在于：为Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6异质结微晶玻璃。2.一种权利要求1所述具有光催化性能的异质结微晶玻璃的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备：(1)、将Bi2O3和MoO3以摩尔比为1:1的比例进行球磨混合得到混合均匀的粉体，将混合均匀的粉体干燥后放入炉中升温到650-750℃煅烧，然后随炉冷却至室温，研磨得到Bi2MoO6晶体粉A；(2)、将制备得到的粉体A与Li2B4O7以摩尔比为3:7的比例混合均匀，倒入坩埚中，升温至1000-1200℃煅烧；然后将熔体倒入水中水淬，过滤、烘干后研磨，得到Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末；(3)、将制备得到的Bi3.64Mo0.36O6.55微晶玻璃粉末倒入坩埚中在450-550℃下热处理，从而使微晶玻璃内部晶体长大，得到具有光催化性能的微晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中青，吴家辉，陈凯，张伟，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50