一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低温控制不同钨酸铋(Bi2WO6)光催化剂形貌的制备方法。首先以钨酸钠、硝酸铋、纯水、乙二醇、冰乙酸为原料制备出分散均匀的前驱体悬浮液，随后将悬浮液转移入聚四氟乙烯内衬并封入不锈钢反应釜中，放置在预设温度为120℃的烘箱内保温，保温结束后自然冷却至室温，过滤沉淀物并用乙醇、纯水洗涤多次，随后在60℃的烘箱中干燥若干时间以获得枝状、圆饼状、凹球状不同形貌的Bi2WO6光催化材料。本发明专利技术通过控制乙二醇与冰乙酸不同体积比例，在120℃的较低温度下制备出枝状、圆饼状、凹球状不同形貌的Bi2WO6光催化材料，所得材料具有较高的比表面积、光响应能力，能够在可见光的照射下对模拟有机污染物罗丹明B具有良好的光催化降解能力，而且制备过程简单、成本低廉。本发明专利技术在光催化领域有着广阔的应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体光催化领域，尤其涉及一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业高速发展和人口的不断增长，环境污染问题也日益严重，雾霾、水体富营养化等均给人们生活造成了巨大困扰，半导体光催化技术为解决社会水污染问题提供了一种绿色、低碳、高效的新思路。半导体光催化剂可在太阳光的照射下，位于价带位置的电子受到跃迁迁移到导带位置，从而形成光生电子
‑
空穴对，具有强还原和氧化能力，当其迁移到催化剂的表面从而产生
·
O2‑
、OH
·
，可以将二氧化碳和水还原为有机小分子和氢气，或者降解空气和水中的有害物质，杀死病毒和细菌，对解决能源和环境问题意义重大。
[0003]Bi2WO6是层状钙钛矿型结构，其合适的能带结构及较窄的禁带宽度使其拥有良好的可见光响应能力及较高的光催化活性，因此Bi2WO6光催化剂成为光催化领域的研究热点。在光催化降解污染物过程中，催化剂的形貌及比表面积对于光生载流子的迁移和污染物的吸附有着重要影响，目前对于水热法或共沉淀法制备、调控Bi2WO6光催化剂形貌往往需要用到硝酸等强酸、强碱来调节pH值或添加表面活性剂，制备工艺繁琐、能源消耗及制备成本高，不利于大规模的实际生产制备，而且在太阳光的照射下对于模拟污染物的降解速率缓慢，降解效率不高。专利技术专利（CN107376899A）公开了一步水热法合成不同形貌钨酸铋二维光催化材料的方法，需要用到溴化十六烷基三甲胺、浓硝酸溶液和浓盐酸溶液，该专利技术专利制备工艺繁琐，原料使用种类危险、复杂，生产过程中对环境有污染风险。专利技术专利（CN103949242B）公开了一种钨酸铋(Bi2WO6))片状纳米材料的制备方法，通过控制异辛醇的用量，在180℃保温下20h后获得了纳米片状Bi2WO6，该专利技术专利用到的原料成本高昂，而且光催化能力很差，可见光照4h下对RhB的降解率为80%。上述专利技术制备工艺繁琐，成本高且得到的Bi2WO6光催化剂光催化活性低，不具有实际使用意义。鉴于以上问题，我们提出了一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法，工艺简单，成本低廉，制得的催化剂比表面积大，光催化性能优良，便于实际推广应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法，可以在120℃较低的温度下通过控制乙二醇的用量获得枝状、圆饼状、凹饼状不同形貌特征的Bi2WO6光催化剂。
[0005]实现本专利技术上述目的所采取的技术方案为，具体工艺方案步骤如下。
[0006]（1）Bi2WO6光催化剂前驱体悬浮液的配制：用电子天平称取1mmol的钨酸钠溶解在10ml的纯水中形成A溶液，称取2mmol的硝酸铋溶解在20ml由乙二醇和冰乙酸不同体积比例组成的混合溶剂中，形成B溶液，分别搅拌均匀后将A溶液缓慢滴加入B溶液，混合溶液浓度为0.03mol/L。随后将混合溶液放置在磁力搅拌器中剧烈搅拌20min，得到Bi2WO6前驱体悬浮
液。
[0007]（2）将悬浮液转移到聚四氟乙烯内衬中并用不锈钢反应釜封闭，并将装有溶液的反应釜放置到预设温度为120℃的烘箱内保温12h。待保温结束反应釜冷却到室温后，将反应液过滤，并对沉淀物多次用乙醇和纯水洗涤，完全去除残余溶剂后将沉淀物放入60℃烘箱内干燥12h。
[0008]（3）将干燥后的颗粒研磨，即可获得枝状、圆饼状、凹饼状不同形貌的Bi2WO6光催化剂粉末。
[0009]本专利技术的效益是，采用简单的方法，在120℃较低温度下，通过控制乙二醇的用量比例调节Bi2WO6光催化剂的纳米结构形貌，可获得枝状、圆饼状、凹饼状的Bi2WO6。制得的Bi2WO6光催化剂比表面积大，粒径小，光催化活性较高，在可见光的照射下对模拟有机污染物RhB具有良好的光催化降解能力，在污水处理领域有广阔的应用前景。
附图说明
[0010]图1本专利技术低温控制不同形貌Bi2WO6光催化剂的XRD图。
[0011]图2本专利技术低温控制不同形貌Bi2WO6光催化剂的SEM图。
[0012]图3本专利技术低温控制不同形貌Bi2WO6光催化剂对RhB的降解曲线。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0014]所述不同形貌的Bi2WO6光催化剂纳米材料，包括以下原料：钨酸钠、硝酸铋、纯水、乙二醇、冰乙酸，原料纯度均为分析级，无需进行一步纯化可直接使用。
[0015]第一部分，一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法。
[0016]实施例1，其特征在于具体步骤为。
[0017]（1）Bi2WO6光催化剂前驱体悬浮液的配制：用电子天平称取0.1666g的钨酸钠溶解在10ml的纯水中形成A溶液，称取0.49g的硝酸铋溶解在20ml冰乙酸溶剂中，形成B溶液，分别搅拌均匀后将A溶液缓慢滴加入B溶液，混合溶液浓度为0.03mol/L。随后将混合溶液放置在磁力搅拌器中剧烈搅拌20min，得到Bi2WO6前驱体悬浮液。
[0018]（2）将悬浮液转移到聚四氟乙烯内衬中并用不锈钢反应釜封闭，并将装有溶液的反应釜放置到预设温度为120℃的烘箱内保温12h。待保温结束反应釜冷却到室温后，将反应液过滤，并对沉淀物多次用乙醇和纯水洗涤，完全去除残余溶剂后将沉淀物放入60℃烘箱内干燥12h。
[0019]（3）将干燥后的颗粒研磨，即可获得枝状Bi2WO6光催化剂粉末。
[0020]实施例2，其特征在于具体步骤为。
[0021]（1）Bi2WO6光催化剂前驱体悬浮液的配制：用电子天平称取0.1666g的钨酸钠溶解在10ml的纯水中形成A溶液，称取0.49g的硝酸铋溶解在由5ml乙二醇和15ml冰乙酸组成的混合溶剂（乙二醇与冰乙酸的体积比例为1:3）中，形成B溶液，分别搅拌均匀后将A溶液缓慢滴加入B溶液，混合溶液浓度为0.03mol/L。随后将混合溶液放置在磁力搅拌器中剧烈搅拌20min，得到Bi2WO6前驱体悬浮液。
[0022]（2）将悬浮液转移到聚四氟乙烯内衬中并用不锈钢反应釜封闭，并将装有溶液的
反应釜放置到预设温度为120℃的烘箱内保温12h。待保温结束反应釜冷却到室温后，将反应液过滤，并对沉淀物多次用乙醇和纯水洗涤，完全去除残余溶剂后将沉淀物放入60℃烘箱内干燥12h。
[0023]（3）将干燥后的颗粒研磨，即可获得圆饼状Bi2WO6光催化剂粉末。
[0024]实施例3，其特征在于具体步骤为:（1）Bi2WO6光催化剂前驱体悬浮液的配制：用电子天平称取0.1666g的钨酸钠溶解在10ml的纯水中形成A溶液，称取0.49g的硝酸铋溶解在由10ml乙二醇和10ml冰乙酸组成的混合溶剂（乙二醇和冰乙酸的体积比例为1:1）中，形成B溶液，分别搅拌均匀后将A溶液缓慢滴加入B溶液，混合溶液浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法，其特征在于，包括以下原料：钨酸钠、硝酸铋、纯水、乙二醇、冰乙酸。2.一种权利要求1所述低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法，包括以下步骤：（1）Bi2WO6光催化剂前驱体悬浮液的配制：用电子天平称取1mmol的钨酸钠溶解在10ml的纯水中形成A溶液，称取2mmol的硝酸铋溶解在20ml由乙二醇和冰乙酸不同体积比例组成的混合溶剂中，形成B溶液，分别搅拌均匀后将A溶液缓慢滴加入B溶液，混合溶液浓度为0.03mol/L，随后将混合溶液放置在磁力搅拌器中剧烈搅拌20min，得到Bi2WO6前驱体悬浮液；（2）溶剂热反应：将悬浮液转移到聚四氟乙烯内衬中并用不锈钢反应釜封闭，并将装有溶液的反应釜放置到预设温度为120℃的烘箱内保温12h；待保温结束反应釜冷却到室温后，将反应液过滤，并对沉淀物多次用乙醇和纯水洗涤，完全去除残余溶剂后将沉淀物放入60℃烘箱内干燥12h；（3）将干燥后的颗粒研磨，即可获得枝状、圆饼状、凹饼状不同形貌的Bi2WO6光催化剂粉末。3.根据权利要求2所述低温控制不同Bi2WO6光催化剂形貌的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中钨酸钠与硝酸铋的摩尔比例为1:2。4.根据权利要求2所述低温控制不...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚炳东，张丰庆，郑广伟，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：