[发明专利]一种Bi缺陷Bi2

说明书

本发明公开了一种Bi缺陷Bi₂WO₆可见光催化剂的制备方法和应用，所述制备方法首先利用水热法制备出Bi₂WO₆催化剂；再利用H₂SO₄腐蚀作用制备出Bi缺陷Bi₂WO₆，通过调整H₂SO₄浓度进行研究，提高催化效率。本发明的制备方法操作简单易行，制得的Bi缺陷Bi₂WO₆催化材料在常温下甲苯气体的光催化氧化降解率随H₂SO₄浓度的变化存在明显差异，浓度为1M时效果最好。相较纯Bi₂WO₆材料，在相同条件下经H₂SO₄处理后的催化剂光催化活性有很大提高。

技术领域

本发明属于化工催化技术领域，具体涉及一种Bi缺陷Bi₂WO₆可见光催化剂的制备方法和应用。

背景技术

经济的快速发展使得环境面临严峻考验，为了行业生产发展，生产过程中VOCs大量排放，其持久存在和积累性这两个特点，对生态环境存在着严重威胁。光照下，VOCs会造成二次污染，在大气中会进行光反应形成臭氧。因此对VOCs的控制和治理成为重中之重。现在，许多可见光响应半导体光催化材料已用于处理污染物的降解，包括g-C₃N₄，Ag₃PO₄，BiVO₄，CdS等。其中，Bi₂WO₆禁带宽度约2.7eV，是由(Bi₂O₂)²⁺和(WO₆)^2-八面体互相交替堆积形成的钙钛矿层氧化物，适宜的禁带宽度使其在可见光下具有响应，独特的层状结构提高了光生载流子的分离效率。Bi₂WO₆在能量转换和有机污染物方面引起了很多关注。

然而，理想的光催化剂应具有广的光吸收范围和光生电子-空穴的良好分离效率。Bi₂WO₆可见光响应范围小和电子-空穴易复合的特点大大限制了其实际应用。纯Bi₂WO₆只能吸收＜450nm区域的可见光。因此，有必要对Bi₂WO₆光催化剂表面结构进行改性，并提高其在可见光区域的光催化活性。缺陷工程被证明是提高光生电荷迁移和分离效率的有效策略。

由于金属缺陷难以稳定调控所以相关的报道极少，目前为止，缺陷工程关注热点仍集中在氧缺陷。新兴的二维层状材料(2D)为实现金属缺陷提供了机遇。当2D材料的厚度达到原子尺度时，原子逸出能将变小，表面原子更容易从2D晶格中逸出形成缺陷，从而提高催化剂性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种Bi缺陷Bi₂WO₆可见光催化剂的制备方法和应用，采用不同浓度H₂SO₄处理Bi₂WO₆形成Bi缺陷，大幅度提高光催化降解VOCs能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种Bi缺陷Bi₂WO₆可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将硝酸铋、钨酸钠、十六烷基三甲基溴化铵溶于80mL蒸馏水中，在磁力搅拌下将溶液搅拌1h，溶液搅拌均匀；

步骤2)将步骤1)得到的产物移至反应釜中，120℃下水热反应24h，反应结束，离心洗涤，再置于干燥箱中进行干燥处理，得到Bi₂WO₆；