[发明专利]一种钨酸铋‑二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法。

背景技术

Bi₂WO₆是一种结构最为简单的Aurivillius型氧化物，其Bi_6s轨道和O_2p轨道杂化形成价带，W_5d轨道形成导带，其禁带宽度较窄(约为2.7eV)，可以吸收部分可见光而被激发，因此，Bi₂WO₆光催化材料的研究和开发将为提高太阳光的利用率提供新的思路，在环境净化和新能源开发领域具有潜在的应用价值，成为目前广泛研究的光催化剂之一。然而作为光催化剂，Bi₂WO₆存在光生电子-空穴易复合，分离效率不高的问题，其可见光催化活性有待于进一步提高。TiO₂作为传统的光催化材料，具有性能稳定，无毒，不会造成二次污染等显著优点，但其仅对紫外光响应，不能被可见光激发。针对TiO₂和Bi₂WO₆存在的上述问题，将两种材料复合形成异质结复合光催化材料，既拓展了TiO₂的光谱响应范围，又提高了Bi₂WO₆和TiO₂光生载流子分离效率，继而开发出宽谱响应的高效可见光催化新材料，对TiO₂和Bi₂WO₆两种材料在光催化领域的实际应用具有重大意义。

光催化材料的制备方法，文献报道多为液相法，如溶胶-凝胶法、超声法、微波法、水热法、沉淀法、微乳液法等。其中，溶胶-凝胶法合成产品均匀性好，纯度高，颗粒细，但工序复杂，耗时长；沉淀法操作简单，耗时短，成本低，易实现工业化，但易引入杂质，产品粒度大且不易控制，而相比之下，水热法因合成产品纯度高、分散性好、产品尺寸和形貌可控制，且操作简单，生产成本低而受到广泛关注。对于Bi₂WO₆的合成常用的液相法有沉淀法和水热法，对于TiO₂主要有溶胶-凝胶法、沉淀法以及水热法等，而对于合成TiO₂或Bi₂WO₆与其他半导体所形成的复合光催化材料，文献报道的方法主要有沉淀-沉积法、共沉淀法、水热法等，这些方法多采用分步来完成，即先合成一种光催化材料，然后再将另一种光催化材料载于其上形成异质结复合光催化材料，工序繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法，解决现有合成技术工序繁琐的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于硝酸溶液中在40℃下搅拌至Bi(NO₃)₃·5H₂O完全溶解，然后加入(NH₄)₁₀W₁₂O₄₁·5H₂O水溶液，继续搅拌2～3h后得a液；

步骤2，将C₁₆H₃₆O₄Ti和CH₃CH₂OH混合得b液；将CH₃COOH、蒸馏水和CH₃CH₂OH混合得c液；将b液在搅拌条件下逐滴滴入c液中后搅拌20～40min，然后与步骤1得到的a液混合搅拌0.5～2h得到混合液，然后将混合液转入水热反应釜，封釜，放入电热恒温鼓风干燥箱中反应，反应结束后，离心分离沉淀，洗涤，真空干燥、研磨得钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中硝酸溶液的浓度为0.4mol/L，Bi(NO₃)₃·5H₂O与硝酸溶液的质量体积比是0.98：20g/mL。