[发明专利]一种多孔异质Bi2O2SiO3/Bi12SiO20高效光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔异质Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀高效光催化剂及其制备方法。以硝酸铋为铋源，九水偏硅酸钠、正硅酸乙酯等为硅源，无水乙醇和去离子水为溶剂，以复配有机物为分散剂，制备了均匀的前驱体溶液，以聚苯乙烯球为模板，通过水浴、干燥获得干凝胶，干凝胶经煅烧获得Bi₂OSiO₃/Bi₁₂SiO₂₀多孔光催化剂。该方法工艺简单、周期短、设备简单、成本低，所得多孔的Bi₂OSiO₃/Bi₁₂SiO₂₀光催化剂具有良好的光催化性能。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，特别涉及一种多孔异质Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀高效光催化剂的制备方法。

背景技术

硅酸铋体系光催化剂由于其合适的禁带宽度，能够响应可见光，具有一定光催化性能。但单相光催化剂往往不能实现光电荷的快速迁移和分离，限制了光催化活性。同时，采用溶胶-凝胶技术所得硅酸铋粉体材料团聚严重，有效作用面积大大减小，而采用传统的模板技术所得多孔材料易造成材料本身晶相的变化以及晶粒的增大，不利于其光催化性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多孔异质Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀高效光催化剂的制备方法，通过调节硅源与铋源的比例调节和控制其组成制备最佳异质结的Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀粉体，优化其光催化活性，同时利用复配的分散剂，在保证材料晶相及晶粒大小的同时，获得高表面积、高孔隙率和低密度的多孔材料，进一步提高光催化性能并使光催化过程更充分，本发明生产工艺、设备简单、周期短，所得催化剂晶相稳定，结晶度高，具有更高的光催化效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多孔异质Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀高效光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取硝酸铋加入水中，并加入分散剂一搅拌至溶解；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入硅源，其中硅离子与硝酸铋的摩尔比为1：(1～10)，搅拌均匀；

(3)向步骤(2)搅拌均匀的体系中加入分散剂二搅拌溶解获得Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀前驱体溶液；

(4)制备聚苯乙烯球并超声在乙醇溶液中备用浓度为0.01～1mol/L；

(5)将所述Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀前驱体溶液与超声在乙醇溶液中的聚苯乙烯球溶液混合搅拌后转移到水浴锅中水浴得到凝胶，然后再转移到烘箱中烘干得到干凝胶；

(6)将所得干凝胶热处理得到多孔异质Bi₂O₂SiO₃/Bi₁₂SiO₂₀高效光催化剂。

所述步骤(1)中，硝酸铋浓度为0.1～0.9mol/L。