[发明专利]一种采用微乳-水热技术合成新型可见光活性Bi2WO6光催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型光催化剂的制备方法，更具体的说是涉及一种采用微乳-水热技术合成正交相Bi₂WO₆的新型可见光活性光催化剂的方法，属于材料科学与催化科学相交叉的科学技术领域。

背景技术

目前广泛应用的光催化剂如TiO₂等，为宽带隙半导体光催化剂，仅在紫外光范围有响应。而在到达地球表面的太阳光中紫外光不到5％，而可见光占到近43％，因此，开发可见光响应的高活性光催化剂是提高太阳能利用率的关键。通过调控半导体光催化剂的能带结构，人们设计了许多新型光催化剂，Bi₂WO₆为其中一种有发展前景的新型光催化材料，具有良好的可见光催化活性和稳定性。但目前报道的新型光催化剂Bi₂WO₆采用高温煅烧的方法制备，得到的光催化剂粒径一般为微米尺度，比表面积很小(＜1m²/g)，光催化活性低，并且这种方法需要在高温下进行，对设备要求高，能源消耗大，限制了新型光催化剂的推广和应用。

发明内容

为了克服现有新型光催化剂制备技术中的不足之处，目的是提供一种制备温度低、应用工艺简单、比表面积大、可见光活性高的新型可见光活性Bi₂WO₆光催化剂的合成方法。

本发明提供了一种新型可见光响应的Bi₂WO₆光催化剂，在光催化剂内含有花瓣状的正交相Bi₂WO₆晶粒，晶粒粒径在300-2000nm左右。

本发明的光催化剂为白色粉末状，具有良好的可见光催化活性。

本发明的新型可见光活性Bi₂WO₆光催化剂的微乳-水热制备方法，具体的步骤如下：

(1)将吐温80∶正丁醇∶正庚烷按一定比例称取，在恒温磁力搅拌器上均匀搅拌至三者之间均匀混合。按此方法制备两份这样的微乳体系。

(2)按照化学计量比称取一定量的Na₂WO₄·2H₂O与Bi(NO₃)₃·5H₂O，将其分别溶于去离子水制成透明溶液。

(3)将上述两种透明溶液，在不断搅拌的情况下分别加入到上述的微乳体系中。继续搅拌30min形成稳定的微乳体系。

(4)将上述两种微乳体系，在剧烈搅拌下混合到一起，用氨水(NH₃·H₂O)调节pH在5～9之间，再持续搅拌40min～60min。然后将上面制备的微乳体系放入不锈钢材质，白色聚四氟乙烯内衬的密闭反应釜中进行热处理，温度分别为150℃～220℃，处理时间为3～9h。

(5)采用离心机将得到的产物分离，将得到的白色沉淀用去离子水和乙醇洗涤除去Na⁺、NO₃^-和油相，并重复该过程3～6次。60℃干燥数小时后即可得到新型可见光活性Bi₂WO₆光催化剂。

本发明技术的有益效果是，新型可见光活性Bi₂WO₆光催化剂的制备工艺反应温度低、工艺简单易操作、无须高温热处理，成本降低，所得光催化剂比表面积大、可见光催化活性高。经测试表征后发现，采用该法制备的Bi₂WO₆光催化剂，结晶度高，比表面积大。光催化实验结果表明：含有0.15g光催化剂的50ml浓度为10mg/L的甲基橙在可见光照射下的脱色率在3h后接近100％，而空白样甲基橙脱色率没有变化，结果表明采用微乳-水热法制备的Bi₂WO₆光催化剂具有良好的可见光活性。

附图说明

图1：不同温度下合成的Bi₂WO₆样品的SEM照片：(a)150℃，(b)180℃，(c)200℃，

图2：微乳-水热法制备Bi₂WO₆系光催化剂的XRD谱图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：