本发明专利技术公开了一种镉掺杂钼酸铋可见光催化剂及其制备方法和应用，属于材料制备及环境污染治理的技术领域。本发明专利技术采用微波-溶剂热方法将Cd引入钼酸铋晶格中，合成金属离子掺杂的可见光催化剂。该光催化剂能够对可见光响应，实现高效降解废水中的染料有机污染物，并且所采用的微波方法具有高效，便捷的特点，能够快速地合成该种催化剂。本发明专利技术制备方法简单，成本低，产率高，符合实际生产需要，有较大的应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备及环境污染治理的
，具体涉及一种镉掺杂钥酸铋可见光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着印染业的发展，染料及染料溶剂等有机污染物已成为一类主要的环境污染物。传统的染料污水处理方法只是采用物理方法将有机物转移，而染料分子本身并没有分解，因此这些降解方式并不能实现真正意义上的去除；或用生化法，但生化法对污水的可生化性指标要求较高，对毒性大、难生物降解、成分复杂的有机污染废水，生化法就显得无能为力。因此，探索更为先进而有效的废水处理工艺迫在眉睫。光催化技术是一种高级氧化技术，其原理是光催化剂如二氧化钛(TiO2)在紫外光的作用下，产生空穴和电子，并进一步通过化学作用产生具有高活性的各种自由基等一些高活性基团，参与氧化还原反应降解污染物。这种技术对有机物具有很强的矿化能力，从而使有毒的有机物完全矿化成无机物或转化为无污染的产物。目前，TiO2光催化技术在环境保护中的应用已有相关报道。然而，普遍使用的TiO2基光催化剂存在量子效率低和太阳能利用率低的弊端。针对这些问题，研究者们对TiO2进行了大量的改性研究包括各种金属和非金属元素掺杂、贵金属表面沉积、半导体复合、染料敏化等，取得了一定的进展，但是仍未从根本上解决量子效率和太阳能利用率这两个重大问题，因而促使研究者们进一步将视线转向非TiO2系列的化合物，尝试开发新型高效的光催化剂和拓宽光催化剂的响应范围。我们在前期工作中报道了可见光照射下，钥酸铋能够降解水中的染料有机物，但是钥酸铋导带电势不足，而且光生电 子和空穴容易复合，造成钥酸铋的光催化性能较低，近年来，金属离子掺杂引起了人们的广泛关注。金属掺杂不仅能够影响催化剂的结晶度而减小光生载流子的复合率，并且少量的金属掺杂能够使其成为光生电子或空穴的浅势捕获阱，延长光生电子和空穴的复合时间，从而达到提高光催化剂光催化活性的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种镉掺杂钥酸铋可见光催化剂及其制备方法和应用。本专利技术制备的光催化剂能够对可见光响应，能够实现高效降解废水中的染料有机污染物，并且所采用的微波方法具有高效，便捷的特点，能够快速地合成该种催化剂。本专利技术制备方法简单，成本低，产率高，符合实际生产需要，有较大的应用潜力。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:采用微波-溶剂热方法将Cd引入钥酸铋晶格中，合成金属离子掺杂的可见光催化剂。所述的可见光催化剂中Cd的掺杂浓度为2.5-10wt.%。制备如上所述的镉掺杂钥酸铋可见光催化剂的方法:称取Bi (NO3)3.5H20和(NH4)6Mo7O24.4Η20于反应釜中，加入25 ml乙二醇，然后称取CdCl2.2.5H20于反应釜内，将反应釜置于磁力搅拌器上搅拌30 min-3 h后，边搅拌边用质量分数为5%的氨水调节pH为9，继续搅拌30 min后，将反应釜放于陶瓷外衬中并置于功率为1000 W的微波反应器中，于120°C-220°C反应0.5 h_4 h，待反应完成，冷却至室温后，将反应釜中的混合物取出离心分离，得到淡黄色沉淀，用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后，于60°C烘干后研磨即得镉掺杂钥酸铋可见光催化剂。该催化剂用于液相降解染料有机污染物。本专利技术的显著优点在于: (I)本专利技术首次将镉掺杂进入钥酸铋的晶格中，有效的分离了光生电子和空穴，是一种新型可见光响应的催化剂。(2)本专利技术的制备方法为微波-溶剂热法，整个工艺过程简单易控制，能耗低，产率高，成本低，符合实际生产需要，有利于大规模的推广。(3)镉掺杂的钥酸铋可见光催化剂能高效地降解罗丹明B等有机污染物，同时具有良好的活性稳定性。在光催化反应体系中可以方便地进行分离处理，光催化剂可再生能力强，重复利用率高，具有很高的实用价值和应用前景。附图说明图1为实施例3所得的镉掺杂钥酸铋可见光催化剂的粉末XRD图。图2为实施例3所得的镉掺杂钥酸铋可见光催化剂的粉末TEM图。图3为实施例3所得的镉掺杂钥酸铋 可见光催化剂降解罗丹明B的效果图。具体实施例方式以下是本专利技术的几个实施例，进一步说明本专利技术，但是本专利技术不仅限于此。实施例1 将 3.1813 g Bi(NO3)3.5Η20 和 0.5790 g (NH4)6Mo7O24.4Η20 加入到聚四氟乙烯的反应釜中，加入25 ml乙二醇溶剂，将反应釜置于磁力搅拌器上搅拌30 min后，边搅拌边用质量分数约为5%的氨水调节pH约为9，继续搅拌30 min后，将反应釜放于陶瓷外衬中并置于功率为1000 W的微波反应器中，在160°C反应1.5 h，待反应完成冷却至室温后，将反应釜中的混合物取出离心分离，得到的淡黄色沉淀用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后，于60°C烘干后研磨即得钥酸铋可见光催化剂。实施例2 将 3.1018 g Bi(NO3)3.5Η20 和 0.5790 g (NH4)6Mo7O24.4Η20 加入到聚四氟乙烯的反应釜中，加入25 ml乙二醇溶剂，然后向反应釜中加入0.0374 g CdCl2.2.5H20，将反应釜置于磁力搅拌器上搅拌30 min后，边搅拌边用质量分数约为5%的氨水调节pH约为9，继续搅拌30 min后，将反应釜放于陶瓷外衬中并置于功率为1000 W的微波反应器中，在160°C反应1.5 h，待反应完成冷却至室温后，将反应釜中的混合物取出离心分离，得到的淡黄色沉淀用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后，于60°C烘干后研磨即得2.5%Cd掺杂的钥酸铋可见光催化剂。实施例3 将 3.0222 g Bi(NO3)3.5Η20 和 0.5790 g (NH4)6Mo7O24.4Η20 加入到聚四氟乙烯的反应釜中，加入25 ml乙二醇溶剂，然后向反应釜中加入0.0749 g CdCl2.2.5H20，将反应釜置于磁力搅拌器上搅拌30 min后，边搅拌边用质量分数约为5%的氨水调节pH约为9，继续搅拌30 min后，将反应釜放于陶瓷外衬中并置于功率为1000 W的微波反应器中，在160°C反应1.5 h，待反应完成冷却至室温后，将反应釜中的混合物取出离心分离，得到的淡黄色沉淀用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后，于60°C烘干后研磨即得5%Cd掺杂的钥酸铋可见光催化剂。实施例4 将 2.9427 g Bi(NO3)3.5Η20 和 0.5790 g (NH4)6Mo7O24.4Η20 加入到聚四氟乙烯的反应釜中，加入25 ml乙二醇溶剂，然后向反应釜中加入0.1123 g CdCl2.2.5H20，将反应釜置于磁力搅拌器上搅拌30 min后，边搅拌边用质量分数约为5%的氨水调节pH约为9，继续搅拌30 min后，将反应釜放于陶瓷外衬中并置于功率为1000 W的微波反应器中，在160°C反应1.5 h，待反应完成冷却至室温后，将反应釜中的混合物取出离心分离，得到的淡黄色沉淀用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后，于60°C烘干后研磨即得7.5%Cd掺杂的钥酸铋可见光催化剂。实施例5 将 2.8632 g Bi(NO 3)3.5Η20 和 0.5790 g (NH4)6Mo7O24.4Η20 加入到聚四氟乙烯的反应釜中，向反应釜中加入25 ml乙二醇溶剂，然后加入0.1498 g CdCl2.2.5H20，将反应釜置于磁力搅拌器上搅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镉掺杂钼酸铋可见光催化剂，其特征在于：采用微波?溶剂热方法将Cd引入钼酸铋晶格中，合成金属离子掺杂的可见光催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种镉掺杂钥酸铋可见光催化剂，其特征在于:采用微波-溶剂热方法将Cd引入钥酸铋晶格中，合成金属离子掺杂的可见光催化剂。2.根据权利要求1所述的镉掺杂钥酸铋可见光催化剂，其特征在于:所述的可见光催化剂中Cd的掺杂浓度为2.5-10wt.%。3.一种制备如权利要求1所述的镉掺杂钥酸铋可见光催化剂的方法，其特征在于:称取Bi (NO3) 3.5H20和(NH4) 6Μο7024.4H20于反应釜中，加入25 ml乙二醇，然后称取CdCl2.2.5Η20于反应釜内，将反应釜置于磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕进红，陈梦莹，李沥，梁诗景，刘明华，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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