一种以鸡蛋清为模板制备钨酸铋光催化剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种以鸡蛋清为模板制备钨酸铋光催化剂的方法。本发明专利技术的技术方案要点为：一种钨酸铋光催化剂，是以鸡蛋清为生物模板制备的具有片状结构和高光催化活性的钨酸铋光催化剂。本发明专利技术还公开了该钨酸铋光催化剂的制备方法，该方法是以鸡蛋清为生物模板制备而成的。本发明专利技术所制得的钨酸铋光催化剂的形貌为片状结构，有较大的比表面积和良好的光催化活性，制备过程中的形貌调控剂为无毒、无害的绿色仿生材料鸡蛋清，制备过程对环境无污染，并且操作简单，产率高，形貌可控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钨酸铋光催化剂
，具体涉及。
技术介绍
环境污染是当前人类面临的重大挑战，利用光催化技术治理环境问题是目前最活跃的研究领域之一，而寻找高效率的光催化剂是该领域的首要任务。早期的研究主要集中在TiO2光催化剂上，它具有催化活性高、稳定性好、价格便宜和无毒等优良性能，因而备受青睐。但是TiO2禁带宽度为3.2eV，只有在波长小于387nm的紫外线下才能激发其催化活性。在到达地面的太阳能中，这一波段的能量尚不足5%，而可见光部分的比例却占到太阳能的45%左右。因此，设计高效响应的可见光催化剂成为光催化科学和污染控制所面临的重大研究课题之一。钨酸铋(Bi2WO6)光催化剂以其独特的电子结构、优良的可见光吸收能力和较高的有机物降解能力，被认为是一种潜在的优良可见光催化材料。目前钨酸铋光催化剂的制备方法主要集中于共沉淀法、微乳液法及水热法等。共沉淀法在制备过程中需要高温煅烧，而煅烧会导致晶粒团聚和粒径分布不均匀，直接导致光催化活性的降低；微乳液方法得到的纳米粒子分子间隙较大；水热法对设备要求高，技术难度大，安全性差，因此寻找一种反应条件温和，易于操作，简单方便的方法去制备钨酸铋光催化剂变的尤为重要。仿生合成技术是以生物大分子、生物有机质自组装体为模板，对无机物的成核和生长进行调节，如可以利用DNA、蛋白质、多糖、昆虫翅膀等天然物质来合成纳米功能材料。在这些天然物质中，鸡蛋清具有无毒、易发泡、乳化、凝胶化、价格低廉和良好的生物相容性等优点，是一种应用前景非常广阔的天然模板剂。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足而提供了一种具有片状结构和高催化活性的钨酸铋光催化剂，本专利技术还提供了一种反应条件温和、操作简单、产率较高且晶体形貌可控运用绿色仿生技术制备具有高催化活性钨酸铋光催化剂的方法。本专利技术的技术方案为:一种鹤酸秘光催化剂，其特征在于:该鹤酸秘光催化剂是以鸡蛋清为生物模板制备的具有片状结构和高光催化活性的钨酸铋光催化剂。本专利技术所述的钨酸铋的制备方法，其特征在于该方法是以鸡蛋清为生物模板制备而成的，具体包括以下步骤:(I)以钨酸铵(H40N10O41W12)、柠檬酸铋铵(C12H22BiN3O14)、鸡蛋和去离子水为原料，分别将钨酸铵和柠檬酸铋铵与去离子水配成水溶液，将鸡蛋打碎，剥离除去蛋黄，将蛋清溶于水中，搅拌，过滤除去白色悬浮絮状物质，然后在搅拌的条件下分别向钨酸铵溶液和柠檬酸铋铵溶液中加入蛋清形成鸡蛋清透明溶液；(2)将步骤(I)所得的鸡蛋清透明溶液按摩尔比n (H40N10O41W12)=Ii (C12H22BiN3O14)=1: 24的比例混合均匀，用酸或碱调节反应溶液的PH值为3-8，然后将所得的透明混合溶液在60-80°C的水浴中保持6-12小时得到湿凝胶，湿凝胶经110°c干燥得干凝胶；(3)将步骤(2)所得的干凝胶转移到坩埚中，以50C /min的升温速率在300-700°C的条件下恒温2_10小时，研磨得到高催化活性的钨酸铋光催化剂。本专利技术步骤(I)中所述的钨酸铵溶液和柠檬酸铋铵溶液的摩尔浓度为0.001-0.5mol/L，所述的鸡蛋清透明溶液的质量浓度为0.l_10g/L。本专利技术步骤(2)中所述的酸为硝酸，所述的碱为氨水。本专利技术与现有技术相比具有以下显著优点:1、所制得的钨酸铋光催化剂的形貌为片状结构，有较大的比表面积和良好的光催化活性；2、形貌调控剂为无毒、无害的绿色仿生材料鸡蛋清，制备过程对环境无污染；3、本专利技术操作简单，产率高且形貌可控。【附图说明】图1是本专利技术实施例1制备的钨酸铋(Bi2WO6)光催化剂的X射线衍射图；图2是本专利技术实施例1制备的鹤酸秘(Bi2WO6)光催化剂的扫描电镜图；图3为可见光照射下,本专利技术实施例1制备的钨酸铋(Bi2WO6)光催化剂和不加鸡蛋清模板剂条件下所制备的钨酸铋(Bi2WO6)光催剂对罗丹明B降解情况对比曲线图(操作条件:催化剂的量:1 g/L ;罗丹明B的浓度:5 mg/L)。【具体实施方式】以下通过实施例形式的【具体实施方式】，对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1 (1)、配置浓度为0.06mol/L柠檬酸铋铵溶液和浓度为0.0025mol/L的钨酸铵溶液各10mL，在搅拌的条件下，将30mL浓度为0.2g/L的过滤得到鸡蛋清溶液分别加入到柠檬酸铋铵溶液和钨酸铵溶液中； (2)、将上述两种透明溶液均匀混合后用硝酸调溶液的pH=6，然后将该溶液在60°C的水浴中保持12小时得到湿凝胶，然后将湿凝胶在110°C干燥得到干凝胶； (3)、将干凝胶转移到坩埚中，然后在5°C/min的升温速率在500°C的条件下恒温5h，自然冷却至室温，将产物研磨后得到高催化活性的钨酸铋光催化材料。由图1的X射线衍射图可知制备的光催化材料为钨酸铋光催化剂，由图2可知制备的光催化材料为片状结构的钨酸铋光催化剂，由图3可知随着降解时间的延长添加鸡蛋清模板剂的钨酸铋光催化剂具有较高的降解率，因而以鸡蛋清为生物模板制备而成的钨酸铋光催化剂具有较好的光催化效果。实施例2 (1)、配置浓度为0.024mol/L柠檬酸铋铵溶液和浓度为0.001mol/L的钨酸铵溶液各10mL，在搅拌的条件下，将30mL浓度为10g/L的过滤得到鸡蛋清溶液分别加入到柠檬酸铋铵溶液和钨酸铵溶液中； (2)、将上述两种透明溶液均匀混合后用硝酸调溶液的pH=3，然后将该溶液在80°C的水浴中保持6小时得到湿凝胶，然后将湿凝胶在110°C干燥得到干凝胶； (3)、将干凝胶转移到坩埚中，然后在5°C /min的升温速率在300°C的条件下恒温10h，自然冷却至室温，将产物研磨后得到高催化活性的钨酸铋光催化材料。实施例3 (1)、配置浓度为0.48mol/L柠檬酸铋铵溶液和浓度为0.02mol/L的钨酸铵溶液各IOmL,在搅拌的条件下，将30mL浓度为0.5g/L的过滤得到鸡蛋清溶液分别加入到柠檬酸铋铵溶液和钨酸铵溶液中； (2)、将上述两种透明溶液均匀混合后用氨水调溶液的pH=8，然后将该溶液在60°C的水浴中保持12小时得到湿凝胶，然后将湿凝胶在110°C干燥得到干凝胶； (3)、将干凝胶转移到坩埚中，然后在5°C/min的升温速率在700°C的条件下恒温2h，自然冷却至室温，将产物研磨后得到高催化活性的钨酸铋光催化材料。以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理的范围下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本专利技术保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨酸铋光催化剂，其特征在于：该钨酸铋光催化剂是以鸡蛋清为生物模板制备的具有片状结构和高光催化活性的钨酸铋光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种钨酸铋光催化剂，其特征在于:该钨酸铋光催化剂是以鸡蛋清为生物模板制备的具有片状结构和高光催化活性的钨酸铋光催化剂。2.—种权利要求1所述的钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于该方法是以鸡蛋清为生物模板制备而成的，具体包括以下步骤:(1)以钨酸铵、柠檬酸铋铵、鸡蛋和去离子水为原料，分别将钨酸铵和柠檬酸铋铵与去离子水配成水溶液，将鸡蛋打碎，剥离除去蛋黄，将蛋清溶于水中，搅拌，过滤除去白色悬浮絮状物质，然后在搅拌的条件下分别向钨酸铵溶液和柠檬酸铋铵溶液中加入蛋清形成鸡蛋清透明溶液；(2)将步骤(I)所得的鸡蛋清透明溶液按摩尔比n (H40N10O41W12):n (C12H22BiN3O14) =1:24的比例混合均匀，用酸或碱调节反应溶液的P...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕华，刘玉民，李紫金，汤海波，丁志伟，李爽，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：