[发明专利]一种可见光催化剂CQDs/Bi2WO6及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆及其制备方法和应用，该可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆是由片状单元组成的不同形貌的巢状微球。制备方法为：将碳源加入到溶剂中，加热反应，反应结束后自然冷却到室温，经过离心，过滤，透析，冷冻干燥得到CQDs粉末；将Bi(NO₃)₃·5H₂O加入到硝酸溶液中，再加入步骤1制备的CQDs粉末；将Na₂WO₄·2H₂O加入到蒸馏水中，然后搅拌条件下将Na₂WO₄溶液滴加到Bi(NO₃)₃溶液中，加热反应，反应结束后自然冷却到室温，将产物洗涤数次，干燥，得到可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆。本发明制得的催化剂形状规整、分散性好，具有更高的选择性。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆及其制备和应用。

背景技术

随着人们对生活质量要求的提高与大气污染状况的日益严重形成明显的反差，挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)逐渐被人们所关注，同时VOCs的产生对人类健康和生态环境造成重大危害。如何进行工业化生产中VOCs的排放和对大气中已有VOCs的处理，成为我国亟待解决的问题。光催化技术因其具有氧化能力强，条件温和，性能稳定等特点，成为当前十分具有发展前景的一种氧化技术。近年来，随着人们环保意识的增强和国家对环保的高度重视，寻找新的技术路线，研制新的高效、低成本的光催化剂对于环境保护和经济可持续发展具有极其重要意义。

但是光催化技术有可见光利用率低，光催化剂的有效量子产率低等缺点限制了其进一步的应用。研究者通过对半导体能带位置、晶体结构、表面特性和形貌等进行改性从而增加光催化材料的光响应区间以及增加有效光生载流子。

Bi₂WO₆是一种层状复合氧化物半导体材料，具有优异的力学性能以及化学稳定性，在光催化领域有广泛应用。Bi₂WO₆光催化材料的研究将为光催化去除和降解空气中的VOCs开辟一条新的途径，在环境保护和能源开发利用方面具有一定的使用价值。Bi₂WO₆在Bi³⁺基氧化物中表现出最高的光催化活性，其光催化性能依赖于它们的粒度，结构，结晶度和组成。早在1999年，Kudo等人采用固态法合成Bi₂WO₆材料，但其粒径较大。为了获得更高催化活性的Bi₂WO₆材料，后续研究者采用了溶胶-凝胶法，燃烧合成法，超声法，共沉淀法和水热/溶剂热法进行了一系列研究。CQDs(碳量子点)作为一种新型的纳米碳材料，在光催化应用中逐渐得到应用。在光催化领域主要利用CQDs传输电子和村粗电子的能力，使光催化过程中光生电子能得到有效利用，提高光催化效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆及其制备方法和应用，其成本低廉、制备方式简单，并且能很大提高光催化降解VOCs能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆，其形态是由片状单元组成的微球。

作为优选技术方案，所述微球为环状微球或巢状微球。

一种可见光催化剂CQDs/Bi₂WO₆的制备方法，包括以下步骤：