一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法和应用，所述制备方法首先利用水热法制备出Bi2WO6催化剂；再利用H2SO4腐蚀作用制备出Bi缺陷Bi2WO6，通过调整H2SO4浓度进行研究，提高催化效率。本发明专利技术的制备方法操作简单易行，制得的Bi缺陷Bi2WO6催化材料在常温下甲苯气体的光催化氧化降解率随H2SO4浓度的变化存在明显差异，浓度为1M时效果最好。相较纯Bi2WO6材料，在相同条件下经H2SO4处理后的催化剂光催化活性有很大提高。剂光催化活性有很大提高。剂光催化活性有很大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于化工催化
，具体涉及一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]经济的快速发展使得环境面临严峻考验，为了行业生产发展，生产过程中VOCs大量排放，其持久存在和积累性这两个特点，对生态环境存在着严重威胁。光照下，VOCs会造成二次污染，在大气中会进行光反应形成臭氧。因此对VOCs的控制和治理成为重中之重。现在，许多可见光响应半导体光催化材料已用于处理污染物的降解，包括g-C3N4，Ag3PO4，BiVO4，CdS等。其中，Bi2WO6禁带宽度约2.7eV，是由(Bi2O2)
2+
和(WO6)
2-八面体互相交替堆积形成的钙钛矿层氧化物，适宜的禁带宽度使其在可见光下具有响应，独特的层状结构提高了光生载流子的分离效率。Bi2WO6在能量转换和有机污染物方面引起了很多关注。
[0003]然而，理想的光催化剂应具有广的光吸收范围和光生电子-空穴的良好分离效率。Bi2WO6可见光响应范围小和电子-空穴易复合的特点大大限制了其实际应用。纯Bi2WO6只能吸收＜450nm区域的可见光。因此，有必要对Bi2WO6光催化剂表面结构进行改性，并提高其在可见光区域的光催化活性。缺陷工程被证明是提高光生电荷迁移和分离效率的有效策略。
[0004]由于金属缺陷难以稳定调控所以相关的报道极少，目前为止，缺陷工程关注热点仍集中在氧缺陷。新兴的二维层状材料(2D)为实现金属缺陷提供了机遇。当2D材料的厚度达到原子尺度时，原子逸出能将变小，表面原子更容易从2D晶格中逸出形成缺陷，从而提高催化剂性能。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法和应用，采用不同浓度H2SO4处理Bi2WO6形成Bi缺陷，大幅度提高光催化降解VOCs能力。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1)将硝酸铋、钨酸钠、十六烷基三甲基溴化铵溶于80mL蒸馏水中，在磁力搅拌下将溶液搅拌1h，溶液搅拌均匀；
[0009]步骤2)将步骤1)得到的产物移至反应釜中，120℃下水热反应24h，反应结束，离心洗涤，再置于干燥箱中进行干燥处理，得到Bi2WO6；
[0010]步骤3)将步骤2)得到的Bi2WO6放入烧杯，加入80mL H2SO4，并超声分散30min，再移至反应釜中，100℃下水热反应12h，反应结束，离心洗涤，再置于干燥箱中进行干燥处理，即得所述Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂。
[0011]优选地，所述干燥处理的温度为60℃，时间为12h。
[0012]优选地，所述离心洗涤的速率为10000rpm/min，采用蒸馏水洗涤三次。
[0013]优选地，步骤1)所述硝酸铋与钨酸钠的摩尔比为2:1，十六烷基三甲基溴化铵的含
量为0.05g。
[0014]优选地，步骤3)所述H2SO4的浓度为0.5～1.5M。
[0015]上述的制备方法制得的Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂在可见光条件下催化降解VOCs中的应用。
[0016]优选地，光源采用1000W氙灯，距离反应系统上方10cm处。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018]本专利技术通过调整H2SO4浓度进行研究，通过水热法制备出Bi缺陷Bi2WO6材料。所得到的光催化材料在形成的过程中其禁带宽度相对纯Bi2WO6发生一定的改变，提高了材料的催化性能。该方法操作简单易行，制备的Bi缺陷Bi2WO6催化材料在常温下甲苯气体的光催化氧化降解率随H2SO4浓度的变化存在明显差异，浓度为1M时效果最好。相较纯Bi2WO6材料，在相同条件下经H2SO4处理后的催化剂光催化活性有很大提高。
附图说明
[0019]图1为实施例1-3制得的Bi缺陷Bi2WO6和对比例1制得的Bi2WO6的XRD对比图；
[0020]图2为实施例2制得的Bi缺陷Bi2WO6和对比例1制得的Bi2WO6的ESR对比图；
[0021]图3为实施例1-3制得的Bi缺陷Bi2WO6和对比例1制得的Bi2WO6在可见光下光催化降解甲苯的性能曲线。
具体实施方式
[0022]为了更好地理解本专利技术，下面结合附图与具体实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本
技术实现思路
不仅仅局限于下面的实施例。
[0023]以下实施例中所述的干燥均为置于干燥箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为12h。
[0024]以下实施例中所述的洗涤均为离心洗涤，速率为10000rpm/min，采用蒸馏水洗涤三次。
[0025]实施例1
[0026]一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0027](1)将2mmol硝酸铋(Bi(NO3)3·
5H2O)，1mmol钨酸钠(Na2WO4·
2H2O)和0.05g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于80mL蒸馏水，磁力搅拌1h后转移到聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，120℃加热24h，自然冷却到室温。经过离心、洗涤、干燥，得到Bi2WO6样品，记为mBWO。
[0028](2)将(1)制备的Bi2WO6溶于80mL 0.5M H2SO4，超声分散30min，将溶液转移至聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，100℃加热12h，自然冷却到室温。经过离心、洗涤、干燥，得到Bi缺陷Bi2WO6样品，记为0.5M-mBWO。
[0029]实施例2
[0030]一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0031](1)将2mmol Bi(NO3)3·
5H2O，1mmol Na2WO4·
2H2O和0.05g CTAB溶于80mL蒸馏水，磁力搅拌1h后转移到聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，120℃加热24h，自然冷却到室温。经过离心、洗涤、干燥，得到Bi2WO6样品，记为mBWO。
[0032](2)将(1)制备的Bi2WO6溶于80mL 1M H2SO4，超声分散30min，将溶液转移至聚四氟
乙烯内衬高压反应釜中，100℃加热12h，自然冷却到室温。经过离心、洗涤、干燥，得到Bi缺陷Bi2WO6样品，记为1M-mBWO。
[0033]实施例3
[0034]一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0035](1)将2mmol Bi(NO3)3·
5H2O，1mmol Na2WO4·
2H2O和0.05g CTAB溶于80mL蒸馏水，磁力搅拌1h后转移到聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，120℃加热24h，自然冷却到室温。经过离心、洗涤、干燥，得到Bi2WO6样品，记为mBWO。
[0036](2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)将硝酸铋、钨酸钠、十六烷基三甲基溴化铵溶于80mL蒸馏水中，在磁力搅拌下将溶液搅拌1h，溶液搅拌均匀；步骤2)将步骤1)得到的产物移至反应釜中，120℃下水热反应24h，反应结束，离心洗涤，再置于干燥箱中进行干燥处理，得到Bi2WO6；步骤3)将步骤2)得到的Bi2WO6放入烧杯，加入80mL H2SO4，并超声分散30min，再移至反应釜中，100℃下水热反应12h，反应结束，离心洗涤，再置于干燥箱中进行干燥处理，即得所述Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种Bi缺陷Bi2WO6可见光催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为60℃，时间为12h。...

【专利技术属性】
技术研发人员：许琦，朱瑜瑜，葛艳，韩粉女，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：