[发明专利]一种α-Fe2

说明书

本发明涉及光催化剂领域，为解决现有的光催化剂使用时效率低、制备成本高等问题，本发明提供了α‑Fe₂O₃/Bi₂WO₆/贝壳复合光催化剂及其制备方法。复合光催化剂以贝壳粉末作为载体，载体上连接有纳米Bi₂WO₆并在载体上原位生长有纳米α‑Fe₂O₃，并且其α‑Fe₂O₃和Bi₂WO₆的含量分别为2.5～3.5wt％和23～27.5wt％。所述制备方法包括：1)以贝壳粉作为载体，将载体分散于分散剂中；2)将钨酸铋和铁源加入至分散剂中，混合均匀后固化，得到前驱体；3)对前驱体进行灼烧得到α‑Fe₂O₃/Bi₂WO₆/贝壳复合光催化剂。本发明原料来源广泛，成本低廉，工艺简洁，易操作，适于大规模生产。

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，尤其涉及一种α-Fe₂O₃/Bi₂WO₆/贝壳复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

目前就当今世界来看，光催化无疑是最具有广阔应用前景的一门技术之一。它向我们展示了太阳能源在很多方面的应用，比如光解水获得氢能源，比如可以很有效率的解决现在工业中污水处理的问题。传统光催化剂是以TiO₂为代表的金属氧化物和硫化物，但世界卫生组织国际癌症研究机构已于2017年10月27日，将TiO₂列入2B类致癌物清单中，而且其只能被占太阳光能量4％的紫外光驱动，效率低。我国拥有丰富的铋元素储量，价格低廉，安全无毒，开发铋基光催化材料具有极大的天然优势。然而单一Bi₂WO₆仍存在光吸收范围偏窄和光量子效率偏低这两个缺陷，光催化降解污染物的效果渴望得到进一步的提升中国专利局于2013年8月14日公开了一种一种氧化铁/钨酸铋复合光催化剂的制备方法的发明专利授权，授权公开号为CN102500390B，其符合催化剂为一种包括氧化铁和钨酸铋组成的粉体，其中氧化铁和钨酸铋的摩尔比为1∶2～20，其制备步骤包括：将五水硝酸铋的硝酸溶液，钨酸铵的氢氧化钠溶液及可溶性铁盐溶液混合后，采用微波辅助加热的水热法制备得到氧化铁/钨酸铋复合光催化剂。其利用钨酸铋代替了传统的氧化钛，节约了成本，并通过引入稳定无毒的氧化铁减少了光生电子-空穴的复合几率，这是由于氧化铁和钨酸铋双半导体具有两种不同的能带结构，能带位置不同进而产生势能差，相当于氧化铁和钨酸铋产生了协同强化的作用，具备更优异的光催化性能。

中国专利局还于2015年1月21日公开了一种氧化铁/钨酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用的发明专利授权，授权公开号为CN102824917B，其通过浸渍-低温焙烧技术在Bi₂WO₆表面沉积了10-30nm的Fe₂O₃纳米颗粒。该发明方案相较于前者进一步在形貌及成分比上作出改进，使得其性能进一步得到提高。

中国专利局还于2017年5月31日公开了一种光催化剂Fe₂O₃-WO₃及其制备方法的发明专利申请，其以钨源制备氧化钨，在其表面原位制备氧化铁，再经过高温使氧化钨与氧化铁进行复合，提高了制备效率，绿色环保，但其光催化性能实际上相较于前两者发明应有所下降，其并没有发挥氧化铁和钨酸铋两者优异的协同增效作用。

发明内容

为解决现有的光催化剂使用时效率低、制备成本高等问题，本发明提供了一种α-Fe₂O₃/Bi₂WO₆/贝壳复合光催化剂及其制备方法。其首要目的是提供一种原料来源广泛、成本低廉且具备优异光催化性能的复合光催化剂，并在此基础上进一步使得所制得复合光催化剂更加绿色环保，且利于回收，避免光催化剂造成二次污染。