一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法及应用，包括如下步骤：配制硝酸铋的醋酸溶液，记为A溶液；配制钨酸钠的水溶液，加入水溶性阴离子聚合物如聚苯乙烯磺酸钠等后搅拌均匀，记为B溶液；常温搅拌下，在所述A溶液中匀速滴加所述B溶液，滴加完毕后继续搅拌进行共沉淀反应，待反应结束后洗涤沉淀产物，烘干即得到介孔型非晶态钨酸铋光催化材料。本发明专利技术方法在常温常压下制得的非晶态钨酸铋具有较大的比表面积以及更多占比的介孔结构，将其作为光催化剂能够高效催化降解碱性荧光染料、噻嗪类染料等污染物。噻嗪类染料等污染物。噻嗪类染料等污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及广催化材料制备
，具体涉及一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着全球工业化的发展，大量的有毒有害物被排入水体造成环境污染；传统废水处理技术，例如吸附、沉淀、膜分离法、活性污泥法等，具有处理废水周期长，占地大，投入大等缺点。光催化在能量转换和环境管理方面具备广阔的应用前景。研究表明，铋系材料具有光催化活性，已知现有技术中铋系材料的禁带宽度大约为1.76
‑
3.1eV，然而该较窄的禁带宽度会导致光生电子空穴对容易复合，使其光活性较低。为了进一步提高铋系材料的光活性，许多学者采用各种不同方法以及掺杂、负载等技术手段制备获得特殊形貌、粒径较小的钨酸铋光催化材料，如贵金属掺杂、构建异质结等手段，且较多的研究主要集中在晶体材料上，而非晶钨酸铋报道较少。
[0003]现有技术如中国专利CN114011403A报道了一种非晶钨酸铋光催化材料制备方法及其应用，其采用铋、钨与葡萄糖在醇溶液中进行溶剂热反应，以醇作为络合剂与铋离子和钨酸根离子形成配合物，葡萄糖作为还原剂，发生络合形成非晶态钨酸铋。将非晶态钨酸铋作为光催化剂降解罗丹明B，在光照1h后，罗丹明B光降解可达50％左右。其采用高温高压下的溶剂热反应来改善常温常压下形成的非晶态Bi2WO6的光催化惰性，使其缺陷减少，提高光活性。但是高温高压一方面消耗能源造成生产成本增加，且生产时间较长，通常在12h以上，另一方面采用大量的高纯度醇类溶剂造成大量废液，后续处理成本增加。
[0004]因此如何在常温常压下实现非晶态钨酸铋的光催化活性的提升是本专利技术要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，而提供一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法和应用。本专利技术方法在常温常压下制得的非晶态钨酸铋具有较大的比表面积以及更多占比的介孔结构，将其作为光催化剂能够高效催化降解碱性荧光染料(如罗丹明B)、噻嗪类染料(如亚甲基蓝)等污染物。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)配制硝酸铋的醋酸溶液，记为A溶液；
[0009]配制钨酸钠的水溶液，加入水溶性阴离子聚合物后搅拌均匀，记为B溶液；
[0010](2)常温搅拌下，在所述A溶液中匀速滴加所述B溶液，滴加完毕后继续搅拌进行共沉淀反应，待反应结束后洗涤沉淀产物，烘干即得到介孔型非晶态钨酸铋光催化材料。
[0011]进一步地所述水溶性阴离子聚合物为聚苯乙烯磺酸钠。
[0012]进一步地，所述硝酸铋、所述钨酸钠、所述水溶性阴离子聚合物的用量比例为
2mol:1mol:(0.05
‑
5)L，优选2mol:1mol:(0.25
‑
1)L；所述A溶液的摩尔浓度为0.2
‑
0.4mol/L；所述B溶液的摩尔浓度为0.05
‑
0.1mol/L。
[0013]进一步地，所述B溶液的进样速度控制为25
‑
60mL/h、进样时间为30
‑
90min，优选进样速度为30
‑
50mL/h，更优选进样速度为40mL/h。
[0014]进一步地，所述共沉淀反应的总时间不超过5h。
[0015]本专利技术另一方面提供上述制备方法获得的介孔型非晶态钨酸铋光催化材料在光催化降解污水中碱性荧光染料、噻嗪类染料的应用。
[0016]进一步地，所述碱性荧光染料为罗丹明B、碱性玫瑰精、碱性蓝、碱性蓝6B、碱性品蓝、碱性艳蓝BO、碱性湖蓝BB中的一种；所述噻嗪类染料为亚甲基蓝。
[0017]再进一步地，所述应用的方法为：在污染物浓度至少为10mg/L的废水中加入所述介孔型非晶态钨酸铋光催化材料0.1
‑
0.5g/L，采用400
‑
700nm波段的光进行光照降解反应，所述光照降解反应的光通量为5000
‑
10000流明；所述污染物为碱性荧光染料、噻嗪类染料中的一种。
[0018]有益技术效果：
[0019]本专利技术利用水溶性阴离子型聚合物如聚苯乙烯磺酸钠在非晶态钨酸铋合成的过程中对其进行改性，得到的改性非晶态Bi2WO6呈现为50nm的颗粒，相比如水热制备的Bi2WO6拥有较大的比表面积和更多的介孔结构，这有益于与罗丹明B、亚甲基蓝的有机染料发生敏化作用，能够高效光催化降解罗丹明B和亚甲基蓝溶液。
[0020]本专利技术利用聚苯乙烯磺酸钠调控非晶态Bi2WO6的比表面积以及介孔结构，使其具有更大的比表面积以及更多介孔结构，增强了对罗丹明B以及亚甲基蓝的吸附，并在光照作用下能够高效催化降解吸附的染料。经过聚苯乙烯磺酸钠改性的非晶态Bi2WO6制备简单，工艺简便，尤其常温常压的制备条件，容易实现工业化生产。
附图说明
[0021]图1为实施例1
‑
4、对比例1制备的非晶态钨酸铋的XRD图。实施例1
‑
4、对比例1产物依次标记为BWO
‑
PSS 0.1、BWO
‑
PSS 0.5、BWO
‑
PSS 1、BWO
‑
PSS2、BWO
‑
0。
[0022]图2为实施例4非晶态钨酸铋BWO
‑
PSS 2和对比例1非晶态钨酸铋BWO
‑
PSS 0的氮气吸附
‑
脱附曲线以及孔径分布图。
[0023]图3为实施例4非晶态钨酸铋BWO
‑
PSS 2和对比例1非晶态钨酸铋BWO
‑
0的SEM图。
[0024]图4为实施例4非晶态钨酸铋BWO
‑
PSS 2的XPS图。
[0025]图5为实施例4、对比例1
‑
3非晶态钨酸铋对罗丹明B的光催化降解效率图，其中纵坐标表示C/C0表示未降解率，其中C表示光照不同时间后溶液中剩余的罗丹明B的浓度；横坐标
‑
30min～0min表示暗反应时间。
[0026]图6为实施例4、对比例1
‑
3非晶态钨酸铋对亚甲基蓝的光催化降解效率图，其中纵坐标表示C/C0表示未降解率，其中C表示光照不同时间后溶液中剩余的亚甲基蓝的浓度；横坐标
‑
30min～0min表示暗反应时间。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制硝酸铋的醋酸溶液，记为A溶液；配制钨酸钠的水溶液，加入水溶性阴离子聚合物后搅拌均匀，记为B溶液；(2)常温搅拌下，在所述A溶液中匀速滴加所述B溶液，滴加完毕后继续搅拌进行共沉淀反应，待反应结束后洗涤沉淀产物，烘干即得到介孔型非晶态钨酸铋光催化材料。2.根据权利要求1所述的一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性阴离子聚合物为聚苯乙烯磺酸钠。3.根据权利要求1所述的一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸铋、所述钨酸钠、所述水溶性阴离子聚合物的用量比例为2mol:1mol:(0.05
‑
5)L；所述A溶液的摩尔浓度为0.2
‑
0.4mol/L；所述B溶液的摩尔浓度为0.05
‑
0.1mol/L。4.根据权利要求1所述的一种介孔型非晶态钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述B溶液的进样速度控制为25
‑
60mL/h、进样时间为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋忠诚，汪强，孙丽侠，伍新发，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：