[发明专利]一种贵金属负载型Bi2WO6可见光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化技术，涉及采用紫外光照的方法还原贵金属，沉积在花状等级制结构Bi₂WO₆表面，得到一种贵金属负载型的Bi₂WO₆可见光催化剂。

背景技术

目前环境污染的严重性，已成为一个直接威胁人类生存，亟需解决的焦点问题。光催化技术是从二十世纪70年代逐步发展起来的在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。该技术能使环境中的有机污染物发生氧化分解反应，最终降解为CO₂、水和无机离子等小分子物质，因此无二次污染、降解程度高被认为是目前最有前景的污染处理方法。

铋系半导体光催化剂能被可见光激发具有良好的光催化活性，能够有效地降解有机污染物，具有良好的发展前景。它们的共同特点和显著优势就是在可见光范围内有吸收，具有良好的光催化性能。然而，铋系半导体光催化剂特别是Bi₂WO₆光催化剂存在光生电子-空穴容易再结合，对可见光的吸收相当有限等问题，极大的限制了Bi₂WO₆光催化剂的大规模应用。因此，必须采取一定的措施来提高光生电子迁移效率，有效的限制电子-空穴再结合，进一步拓宽Bi₂WO₆光催化剂对可见光的吸收范围，提高可见光响应的Bi₂WO₆光催化剂的光催化活性。贵金属修饰半导体催化剂，通过改变体系中的电子分布，影响半导体的表面性质，进而改善其光催化活性。在贵金属和Bi₂WO₆光催化剂接触之后形成的空间电荷层中，金属表面将获得多余的负电荷，Bi₂WO₆表面上负电荷完全消失，从而大大提高光生电子输运到吸附氧的速率。另外，Bi₂WO₆的能带就将弯向表面生成损耗层，在金属-Bi₂WO₆界面上形成能俘获电子的浅势阱-肖特基(Schottky)能垒，进一步抑制光生电子和空穴的复合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贵金属负载型Bi₂WO₆可见光催化剂的合成方法，该方法工艺简单、成本低廉，合成的贵金属负载型Bi₂WO₆可见光催化剂光催化降解效果很好。

本发明提供用于降解有机污染物的贵金属负载型Bi₂WO₆可见光催化剂的制备方法，其特征在于：

(1)制备Bi₂WO₆前驱体溶液：将一定量铋盐溶解在2-10ml醋酸中，形成透明溶液，在搅拌状态下，加入计量比的钨盐溶液，其中钨盐的浓度控制在0.02-0.08mol/L，搅拌0.5-1h，得到Bi₂WO₆前驱体悬浮液。

其中铋盐可以为硝酸铋，氯化铋；钨盐可以为含W的钨酸钠或氯盐。

(2)花状等级制Bi₂WO₆的制备：将上述Bi₂WO₆前驱体悬浮液转入50mL含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，120-240℃反应10-20h，将所得产物离心分离，并在50-100℃真空干燥，得到花状等级制结构的Bi₂WO₆光催化剂。

(3)将步骤(2)所得的花状等级制结构Bi₂WO₆分散在甲醇与水的混合溶剂中，甲醇与水的体积比控制在1∶3到3∶1，搅拌均匀，然后加入不同量的氯铂酸、氯金酸，硝酸银等含贵金属的酸或盐，搅拌均匀，超声分散10-120min，得到均匀分散的悬浮液。

(4)将上述步骤(3)所得的悬浮液置于紫外灯下，边光照边搅拌，光照10-240min，停止光照，静置30min，离心分离，并在50-100℃真空干燥，得到贵金属负载的Bi₂WO₆可见光催化剂。

本发明与现有技术相比，具有显著优点：