[发明专利]一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法

说明书

本申请实施例示出铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法：取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；将铋溶液和钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定型钨酸铋粉末；将还原剂与无定型钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂。由本发明提供的制备方法所获得的有机复合光催化剂中，Bi单质原位负载在钨酸铋表面并和单质Bi的氧化物Bi₂O₃构成异质结能够较大程度地加速无定型钨酸铋的光生电子与空穴对的分离，进而三元有机复合光催化剂的光催化活性提高。

技术领域

本发明涉及光催化剂制备技术领域，更为具体地说，涉及一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法。

背景技术

随着人类科技文明的进步，工业得到了大规模地发展，汽车也越来越普及，大量的氮氧化物排放入大气中。氮氧化物作为光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏的污染物，氮氧化物已成为世界各国亟待解决的大气污染物。可见光驱动的光催化方法作为一种环境友好的绿色技术在环境污染净化和太阳能能源转化方面都展现出了良好的应用前景。可见光驱动的光催化方法能使氮氧化物在光催化作用下发生氧化反应，生成H₂O、硝酸盐、亚硝酸盐等而达到无害化，从而净化环境。

研究表明，铋系光催化剂是一种很好的可见光催化剂。1999年Kudo和Hijii首次报道了钨酸铋具有光催化分解水的活性。Tang等的研究证实了钨酸铋对于CHCl₃和CH₃CHO的矿化均有光催化活性。已知，铋系光催化剂由于禁带宽度较窄(1.76eV～3.1eV)，导致光生电子空穴对容易复合，铋系光催化剂的光活性较低。为了进一步提高铋系光催化剂的光活性，许多学者采用各种不同方法以及掺杂和负载等技术制备出具有特殊形貌和粒径较小的钨酸铋光催化剂。现有技术通过改进制备方法，如：贵金属掺杂负载、构建异质结等技术，可以有效提高铋系半导体材料的可见光吸收性能或抑制光生电子和空穴的复合，从而进一步提高其光催化性能。

但是，现有的铋系光催化剂的制备方法制备出来的铋系光催化剂，光响应范围窄，太阳能利用率低，光生电子和空穴复合严重，阻碍了铋系光催化技术的应用。因此，寻求一种太阳能利用率高，光催化性能稳定的铋系光催化剂的制备方法乃当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法，以解决背景技术所述的铋类光催化剂，由于光响应范围窄，太阳能(可见光)利用率低，光生电子和空穴复合严重等问题的存在而阻碍光催化技术的应用的技术问题。

本发明实施例提供了一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S101取铋元素的前驱体溶于去离子水中，得到铋溶液，取钨酸根的前驱体溶于去离子水，得到钨酸根溶液；

S102将所述铋溶液和所述钨酸根溶液均匀很合，在烘箱中恒温反应，得到无定型钨酸铋粉末；

S103将还原剂与所述无定型钨酸铋粉末分别溶于去离子水，并在室温下进行混合磁力搅拌，通过原位沉积法得到铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂。

可选择的，所述将还原剂与所述无定型钨酸铋粉末分别溶于去离子水的步骤包括：

取还原剂与所述无定型钨酸铋粉末，所述还原剂与所述无定型钨酸铋粉末的所述摩尔比为20％～120％；

所述将还原剂与所述无定型钨酸铋粉末分别溶于去离子水。

可选择的，所述还原剂为NaBH₄。

可选择的，所述铋元素前驱体为：硝酸铋。