[发明专利]一种一锅法合成具有可见光响应的光催化剂BiPO4

说明书

一种一锅法合成具有可见光响应的光催化剂BiPO₄/WO₃纳米片的制备方法，具体为：将Na₂WO₄·2H₂O溶于去离子水中，在搅拌条件下向上述溶液加入HCl，持续搅拌，制备溶液a；将草酸溶于去离子水中，制备溶液b。将溶液b缓慢滴加到溶液a形成混合溶液Ⅲ，搅拌均匀后，将BiPO₄加入上述混合溶液Ⅲ中，搅拌均匀后，将溶液移入反应釜中，在温度60～120℃下反应1～6h，反应结束后，将沉淀物清洗，在60℃下干燥后，再在马弗炉中以5℃/min升温至500℃，煅烧1小时，得到BiPO₄/WO₃纳米片。本发明制备的BiPO₄/WO₃比表面积大，吸附能力强；具有更好的可见光吸收性能，对光催化氧化降解有机污染物有很大的提高；而且本发明提供的BiPO₄/WO₃制备方法比较简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及一种用于治理环境污染的半导体光催化剂及制备方法。

背景技术

能源危机和环境问题已是人类必须要面临的两个严峻问题，如何有效的控制和治理各种化学污染物对环境的污染是环境综合治理中的重点。近些年，作为高级氧化技术之一的半导体光催化氧化技术，正受到国内外学者的广泛研究，这种技术可以以太阳能作为能源来降解环境中的污染物，有效地利用太阳能，降低人们的能源利用。

半导体光催化氧化技术始于日本科学家Fujishima和Honda发现受光辐照的 TiO₂单晶电极可以将H₂O分解，利用TiO₂半导体光催化剂将光能转化为电能和化学能就成为半导体光催化领域的研究热点。然而，锐钛矿型TiO₂的禁带宽度为3.2eV，其激发波长为387.5nm，属于太阳光中的紫外光范围。而对于太阳能，其主要能量集中于400～600nm的可见光范围，这大大减少了TiO₂半导体光催化剂的效率，因此，开发出对可见光响应的新型的半导体材料是半导体光催化剂研究的重点内容之一。

目前，在众多的新开发的半导体光催化剂中，研究者开发了钨酸盐化合物，发现该类催化剂具有较小的禁带宽度，能充分的利用太阳光，是一类有前景的光催化剂。但是随着研究的深入，研究者发现大多数的钨酸盐化合物出现稳定性差，易光腐蚀等缺陷，限制了其发展。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种不仅具有可见光响应的、对有机污染物具有降解能力而且稳定性好、不易腐蚀的光催化剂BiPO₄/WO₃纳米片及制备方法。

本发明是这样实现的，一锅法合成具有可见光响应的光催化剂BiPO₄/WO₃纳米片的制备方法，包括如下步骤：

S1.将3mol Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于100mL乙二醇中，得混合溶液Ⅰ；将3mol Na₃PO₄·12H₂O加入到混合溶液Ⅰ中，搅拌得到混合溶液Ⅱ，然后将3mol H₃PO₄加入到混合溶液Ⅱ中，将产生的悬浮物转移到高压釜中，在160℃下保持6小时；得到的产物用蒸馏水和无水乙醇各冲洗3次，然后在60℃下干燥12h，最后得到BiPO₄；

S2.将12.3mmol Na₂WO₄·2H₂O于25mL去离子水中，在搅拌条件下向其中加入25mLHCl，持续搅拌，制备溶液a；将3mmol草酸溶于50mL去离子水中，制备溶液b；