一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于复合声催化剂制备领域，具体涉及一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料及其制备方法和应用。将NaPO2H2·

【技术实现步骤摘要】
一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于复合声催化剂制备领域，具体涉及一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]钨酸钴(CoWO4)是一种p型半导体，带隙能约为3.00eV，适合于可见光吸收和声催化降解。因此，CoWO4被用作声催化剂，然而CoWO4分离效率很低，在许多应用中不能满足实际需要。因此克服上述缺陷具有十分重要的现实意义。
[0003]声催化活性与声催化材料的形貌和电荷分离效率密切相关。大量研究表明声催化复合材料的合成，可以改善半导体前驱体与适当带隙的耦合，从而实现了声催化载体的分离效果，大大提高了声催化效率。如Jang等合成CoWO4/g
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C3N4纳米复合材料并研究了其对诺氟沙星的降解。Cui等构建了CoWO4/CdS光催化剂，用于H2生成和染料降解。将CoWO4纳米粒子的窄带隙与BiOBr的宽带隙相结合，构建CoWO4/BiOBr异质结构，也是促进电子空穴对分离的一种很有前途的方法。人们利用多种金属钨酸盐纳米颗粒与BiOBr偶联形成异质结构，如Bi2WO6/BiOBr、FeWO4/BiOBr、CdWO4/BiOBr、ZnWO4/BiOBr等。
[0004]受这些研究的启发，为了提高CoWO4的活性，我们制备了CoWO4/Bi/BiOBr异质结构纳米复合声催化剂，并研究了其在超声条件下对四环素溶液的声催化活性。与母体化合物相比，所制备的异质结构CoWO4/Bi/BiOBr声催化剂具有更强的电荷分离效率和声催化活性。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料及其制备方法，利用钨酸钴与铋和溴氧铋形成异质结，提高了电子空穴分离效率，从而提高其声催化活性。且本专利技术制备的声催化剂活性位点多，稳定性好，可应用于药物废水降解领域。
[0006]本专利技术采用的技术方案为：一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，制备方法包括如下步骤：
[0007]1)将NaPO2H2·
H2O溶于去离子水中，搅拌后，加入C4H6O6和NaOH,继续搅拌，加入CoWO4超声处理，得到溶液，将溶于HNO3的Bi(NO3)3·
5H2O溶液缓慢加入到上述溶液中搅拌均匀，进行水热反应，抽滤，洗涤，烘干得到钨酸钴/铋纳米颗粒；
[0008]2)将钨酸钴/铋纳米颗粒加入到装有硝酸铋溶液、乙二醇和溴化钾的容器中，混合均匀后搅拌、超声、抽滤，烘干、得到钨酸钴/铋/溴氧铋粉末。
[0009]上述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，按摩尔比，钨酸钴：硝酸铋＝2：5。
[0010]上述的一种钨酸钴/铋复合声催化剂，步骤1)中，按摩尔比，NaPO2H2.H2O：Bi(NO3)3·
5H2O＝100:3。
[0011]上述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，步骤1)中，水热反应的反应温度为60℃，反应时间为6h。
[0012]上述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，按质量比，溴化钾：钨酸钴/铋纳米颗粒：硝酸铋＝4：5：4。
[0013]上述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，步骤2)中，烘干温度为70
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90℃，烘干时间为2h。
[0014]上述的任一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料在超声下催化降解有机污染物中的应用。
[0015]上述的应用，所述的有机污染物是四环素。
[0016]上述的应用，方法如下，将权利要求1
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6所述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料加入到含有四环素的废水中，超声2h。
[0017]上述的应用，向含有四环素的溶液中加入钨酸钴/铋复合声催化剂，声催化剂的加入量为1g/L，所述四环素的溶液的浓度为20mg/L。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术的钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合声催化剂可以为声催化过程提供更多的活性位点，抑制电子空穴对重组，显著提高钨酸钴的声催化活性。制备工艺简单，安全环保，在降解药物废水领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0020]图1为所制备的CoWO4(a),CoWO4/Bi(b)和CoWO4/Bi/BiOBr(c)复合声催化剂的扫描电镜照片。
[0021]图2为所制备的CoWO4，CoWO4/Bi和CoWO4/Bi/BiOBr复合声催化剂的XPS图谱。
[0022]图3为所制备的CoWO4，CoWO4/Bi和CoWO4/Bi/BiOBr复合声催化剂的UV
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DRS光谱图。
[0023]图4为不同复合比制备的CoWO4/Bi/BiOBr复合声催化剂对四环素溶液降解效果影响图。
具体实施方式
[0024]实施例1钨酸钴的制备
[0025]将1.4551g Co(NO3)2·
6H2O和1.6493g Na2WO4·
2H2O分别溶于装有30mL去离子水的100mL锥形瓶中；将二者混合，混合物磁力搅拌30min；再超声反应30min后倒入聚四氟乙烯反应釜中，放入鼓风干燥箱中180℃反应24h；反应结束后抽滤，在80℃条件下烘干2h，用玛瑙研钵研成细粉，得到CoWO4粉末。
[0026]实施例2钨酸钴/铋复合材料的制备
[0027]将10.5993g NaPO2H2.H2O溶于50ml去离子水中，磁力搅拌20min后，加入0.45027gC4H4O6和0.08g NaOH NaOH,继续磁力搅拌30min后,加入1.5g CoWO4超声处理,得到A溶液得到溶液。将1.2127Bi(NO3)3·
5H2O溶于5ml HNO3中，磁力搅拌后得到溶液B。在磁力搅拌的条件下，将B溶液逐滴加入到A溶液中，放入烘箱中60℃下反应6h进行水热反应，抽滤，用去离子水清洗得到样品，将样品后在70
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90℃烘干2h，得到钨酸钴/铋纳米粒子。
[0028]实施例3钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料的制备
[0029]将0.16245g溴化钾均匀分散到20ml乙二醇中，将0.16245g硝酸铋均匀分散到100ml去离子水中配置成硝酸铋溶液，将0.2g钨酸钴/铋纳米粒子加入到硝酸铋溶液中，再将上述这两种溶液混合，磁力搅拌30min，超声30min。抽滤，在70
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90℃烘干2h。得到钨酸钴/铋/溴氧铋粉末(1:2)。
[0030]实施例4
[0031]将钨酸钴/铋纳米的加入量改为1.0g，溴化钾的加入量改为0.16245g，五水硝酸铋的加入量改为0.1576g，其他步骤同实施例1，得到钨酸钴/铋/溴氧铋复合声催化剂(溴氧铋：钨酸钴/铋＝1:10)。
[0032]实施例5
[0033]将钨酸钴/铋纳米的加入量改为0.4g，溴化钾的加入量改为0.16245g，五水硝酸铋的加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，其特征在于，制备方法包括如下步骤：1)将NaPO2H2·
H2O溶于去离子水中，搅拌后，加入C4H6O6和NaOH,继续搅拌，加入CoWO4超声处理，得到溶液，将溶于HNO3的Bi(NO3)3·
5H2O溶液缓慢加入到上述溶液中搅拌均匀，进行水热反应，抽滤，洗涤，烘干得到钨酸钴/铋纳米颗粒；2)将钨酸钴/铋纳米颗粒加入到装有硝酸铋溶液、乙二醇和溴化钾的容器中，混合均匀后搅拌、超声、抽滤，烘干、得到钨酸钴/铋/溴氧铋粉末。2.根据权利要求1所述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，其特征在于，按摩尔比，钨酸钴：硝酸铋＝2：5。3.根据权利要求2所述的一种钨酸钴/铋复合声催化剂，其特征在于，步骤1)中，按摩尔比，NaPO2H2.H2O：Bi(NO3)3·
5H2O＝100:3。4.根据权利要求3所述的一种钨酸钴/铋/溴氧铋三元异质结复合材料，其特征在于，步骤1)中，水热反应的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思幻，徐亮，刘妮萍，吴学签，王新，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：