[发明专利]一种三元异质结复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光催化氧化技术领域，公开了一种三元异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。所述复合光催化剂是将钨酸钠二水合物溶解在去离子水中并超声完全澄清，得到钨酸钠溶液；将硝酸铋五水合物溶解在稀硝酸中并完全澄清，制得硝酸铋溶液；再将钨酸钠溶液和硝酸铋溶液混合，在100～200℃加热，真空干燥，制得钨酸铋粉体；然后将碳量子点溶液和氧化锌加入钨酸铋粉体中超声分散制得。本发明的复合光催化剂具有活性位点多、可见光响应好、光生载流子分离效率高以及稳定性良好的特点，可在降解水体中的苯甲醇中应用。

技术领域

本发明属于光催化氧化技术领域，更具体地，涉及一种三元异质结复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

太阳能是一种易获取且取之不尽的绿色、清洁能源。光催化剂由于其反应条件温和、成本低，耗能低等优点，光催化技术具有广阔的应用前景。然而，目前半导体光催化剂带隙较宽，使其对光的吸收范围局限于紫外区。到达地面的阳光所含的紫外辐射不足5％，就极大地限制了对太阳能的利用。另外，紫外光激发半导体产生的光生电子和空穴的转移速率慢，复合几率高，严重影响了半导体的催化效率。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，提供一种三元异质结复合光催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述三元异质结复合光催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述三元异质结复合光催化剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种三元异质结复合光催化剂，所述复合光催化剂是将钨酸钠二水合物溶解于去离子水中并超声，得到钨酸钠溶液；将硝酸铋五水合物溶解于稀硝酸中并超声，制得硝酸铋溶液；再将钨酸钠溶液和硝酸铋溶液混合，在100～200℃加热，真空干燥，制得钨酸铋粉体；然后将碳量子点溶液和氧化锌加入钨酸铋粉体中超声分散制得。

优选地，所述的硝酸铋溶液的浓度为0.1～0.6mmol/ml；所述的钨酸钠溶液的浓度为0.1～0.3mmol/ml。

优选地，所述钨酸钠二水合物和硝酸铋五水合物的摩尔比为(2～6)：1。

优选地，所述碳量子点溶液、氧化锌和钨酸铋的摩尔比为(1～4)：(1～6)：(1～7)。

优选地，所述碳量子点溶液是将乙二胺溶液加入柠檬酸溶液中在100～300℃下反应，超声后透析制得。

更为优选地，所述乙二胺溶液和柠檬酸溶液的体积比为0.1：(1～4)；所述超声的时间为5～30min；所述的反应的时间为2～10h。

所述的三元异质结复合光催化剂的制备方法，包括以下具体步骤：

S1.将钨酸钠二水合物加去离子水溶解并且超声完全澄清，得到钨酸钠溶液；

S2.将硝酸铋五水合物用稀硝酸溶解并且完全澄清，制得硝酸铋溶液；

S3.将钨酸钠溶液和硝酸铋溶液混合，在100～200℃加热，真空干燥，制得钨酸铋粉体；

S4.将碳量子点溶液和氧化锌加在钨酸铋粉体中超声分散，制得三元异质结复合光催化剂。

优选地，步骤S2中所述稀硝酸的pH值为1～4。

优选地，步骤S3中所述真空干燥的温度为30～80℃；所述加热的时间为2～10h。

所述的三元异质结复合光催化剂在降解苯甲醇中的应用。