[发明专利]一种可见光响应的负载型Bi2WO6/Bi2O3异质结光催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化剂及制备方法，尤其是可见光响应的负载型Bi₂WO₆/Bi₂O₃异质结光催化剂，特别是Bi₂WO₆/Bi₂O₃/石墨烯复合光催化剂和Bi₂WO₆/Bi₂O₃/火山渣复合光催化剂及制备方法，以及它们在可见光照射下降解罗丹明B的应用。

背景技术

钨酸铋被认为是铋基氧化物中具有最佳可见光催化活性的半导体催化剂之一，近几年受到了学者们的广泛关注。但是由于光生电子-空穴对的快速复合和可见光响应范围较窄等因素的限制，抑制了单一钨酸铋催化剂的可见光催化活性。因此，对单一Bi₂WO₆进行修饰和改性以提高其在可见光下的光催化活性仍然是铋系催化剂研究的主流方向。

构筑Bi₂WO₆异质结，被认为是改善其光催化活性的有效方法。利用能带交迭效应能使晶界紧密接触的半导体存在空间电势差，其内电场作为驱动力可促使光生载流子从一种半导体能级迁移到另一种半导体能级，从而扩宽Bi₂WO₆的可见光吸收范围，抑制光生电子-空穴对的复合效率，达到增强光催化活性的效果。由于Bi₂WO₆是典型的n型半导体，而Bi₂O₃是典型的p型半导体，可以对Bi₂WO₆和Bi₂O₃进行半导体复合，构筑典型的p-n异质结型半导体催化剂。近年来，人们开始关注合成Bi₂WO₆/Bi₂O₃异质结的最佳方法，使其具有更高的可见光响应和更强的可见光催化活性，并对其进行了大量的研究，例如用微波水热方法、一步溶液燃烧法以及两步溶液法合成了Bi₂WO₆/Bi₂O₃，也有人利用聚苯乙烯粒子作为模板通过水热-焙烧法合成了Bi₂WO₆/Bi₂O₃中空微球。然而，所报道的这些合成方法相对复杂，多适用于实验室合成制备，并不适于实际工业生产对合成方法高产、简易的要求。

同时，光催化材料的固化问题也是催化剂环境净化应用中的最大瓶颈之一。在制备纳米光材料中，一方面希望减小颗粒尺寸提高比表面积获得更好的光催化活性；另一方面小颗粒在开放的非均相反应体系中，例如动态开放环境体系的液相和气相反应中，必须考虑催化剂的回收问题。纳米颗粒光催化材料直接应用在液相悬浮体系中小颗粒的分离是一个复杂的工作，耗能费时，而且颗粒容易团聚，因而降低了光催化材料的光催化活性，从而使光催化技术在环境净化领域中的实际应用性降低。因此，在光催化环境净化规模化应用中将光催化材料固定化是一个亟待解决问题。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种可见光响应的负载型Bi₂WO₆/Bi₂O₃异质结光催化剂；

本发明的另一目的是提供一种可见光响应的负载型Bi₂WO₆/Bi₂O₃异质结光催化剂制备方法；

本发明的另一目的是在可见光照射下降解罗丹明B的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可见光响应的负载型Bi2WO6/Bi2O3异质结光催化剂，它的组分有下列原料按质量分数制成：

所述的载体为火山渣或石墨烯，其中火山渣4.0g—6.0g，石墨烯0.04g—0.06g。

一种可见光响应的负载型Bi2WO6/Bi2O3异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

A室温下，将1.0g—1.5g油酸钠溶解到30ml—50ml乙二醇溶液中制成混合液；

B向混合液中加入1.90g—2.1g硝酸铋，搅拌混合溶液至澄清透明；