[发明专利]具有广谱降解性能的钨酸铋/石墨烯光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有广谱降解性能的钨酸铋/石墨烯光催化剂的制备方法，具体步骤为：（1）将0.97g Bi(NO₃)₃·2H₂O搅拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中，然后将0.0017‑0.034g氧化石墨烯加入到上述溶液中，超声分散1h得到溶液X；（2）将0.33g Na₂WO₄搅拌溶解在20mL水中得到透明澄清溶液Y；（3）将溶液Y加到溶液X中，继续搅拌10min，用冰醋酸控制反应体系的pH<2，pH稳定后转入聚四氟乙烯密闭反应釜中于180℃加热3h制得钨酸铋/石墨烯光催化剂。本发明制得的钨酸铋/石墨烯光催化剂在太阳光下具有高效降解罗丹明B和甲基橙染料废水、磺胺和磺胺间甲氧基嘧啶制药废水和苯酚废水的性能，并且无毒、高效低廉且广谱适用，具有较强的市场应用前景。

技术领域

本发明属于可见光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种具有广谱降解性能的钨酸铋/石墨烯光催化剂的制备方法。

背景技术

医药、染料、印染和造纸等工业有机废水排放量大、且含有大量对人体健康能够产生长远不良影响的难降解污染物，是造成水生态环境破坏、严重影响水资源利用的重大污染源。目前，传统的好氧、厌氧生物处理技术，对这类难降解有机污染物的去除效果差，处理后的废水水质不能满足国家污水排放标准的要求。开展难降解工业有机废水的治理技术研究是当今我国水污染控制领域的重要课题。

光催化氧化技术是去除工业有机废水中难生物降解污染物的有效方法，且有望利用可再生的太阳光资源，具有极大的开发潜力和良好的应用前景。在众多新型光催化材料中，铋系光催化剂以其种类丰富、较高的光催化活性和优良的可见光吸收能力，引起了研究者的广泛关注。但如何进一步提高其光量子效率和可见光催化性能，以满足该技术的实际应用和产业化发展的要求，仍然是该类光催化材料面临的重大挑战。因此，研究开发高活性和广谱性的太阳光催化剂，是国内外水处理领域的重要前沿课题。

研究发现，对于光催化材料，通过选择合适的载体与之构筑复合结构是实现太阳光响应和提高光量子产率的一条有效途径。石墨烯具有独特的电子转移特性、极大的比表面积、优异的吸附性能和高透光性，是制备复合型光催化剂的理想载体。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种对多种有机物具有广谱降解性能的钨酸铋/石墨烯光催化剂的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，具有广谱降解性能的钨酸铋/石墨烯光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将0.97g Bi(NO₃)₃·2H₂O搅拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中，该冰醋酸水溶液中冰醋酸与水的体积比为1:4，然后将0.0017-0.034g氧化石墨烯加入到上述溶液中，超声分散1h得到溶液X；（2）将0.33g Na₂WO₄搅拌溶解在20mL水中得到透明澄清溶液Y；（3）将溶液Y加到溶液X中，继续搅拌10min，用冰醋酸控制反应体系的pH&lt;2，pH稳定后转入聚四氟乙烯密闭反应釜中于180℃加热3h，自然冷却至室温，过滤，水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于80℃干燥过夜制得钨酸铋/石墨烯光催化剂。

本发明制得的钨酸铋/石墨烯光催化剂具有层状纳米片组成的中空结构，而且具有可见光响应的光催化性能，在太阳光下具有高效降解罗丹明B和甲基橙染料废水、磺胺和磺胺间甲氧基嘧啶制药废水和苯酚废水的性能，并且无毒、高效低廉且广谱适用，具有较强的市场应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例4制得的钨酸铋/石墨烯光催化剂的扫描电镜图，从图中可以看到制备的钨酸铋/石墨烯光催化剂是由许多纳米片组装成的中空球；