[发明专利]一锅法合成具有可见光响应的光催化剂CuBi2

说明书

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。具体涉及一锅法合成具有可见光响应的光催化剂CuBi₂O₄/Bi₂WO₆纳米球及其应用。本发明通过一锅法合成具有可见光响应的光催化剂CuBi₂O₄/Bi₂WO₆纳米球，同时通过控制反应时间以及反应温度，形成大比表面积的球状形貌，使得制备的材料具有较大的比表面积，有利于污染物的吸附降解。本发明CuBi₂O₄/Bi₂WO₆纳米球的比表面积大，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CuBi₂O₄/Bi₂WO₆纳米球的制备方法比较简单，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。

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，大多数的钨酸盐化合物出现稳定性差，易光腐蚀，限制了其发展。

发明内容

本发明的目的在于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、不易腐蚀的可见光响应的光催化剂 CuBi₂O₄/Bi₂WO₆纳米球及制备方法和应用。本发明主要是通过改进催化剂成分及制备方法来实现上述目的。

CuBi₂O₄/Bi₂WO₆纳米球的制备方法为：

S1.将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于HNO₃溶液中，与Cu(NO₃)₂·3H₂O水溶液混合，并于反应釜中100-150℃反应10-15h，经洗涤、干燥得到CuBi₂O₄， Bi(NO₃)₃·5H₂O与Cu(NO₃)₂·3H₂O的摩尔比为2:1；