[发明专利]一种铋/钨酸铋/四氧化三铁复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了自制Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;/C磁微球、聚乙二醇(PEG)作为分散剂，通过溶剂热合成法，控制调节Bisubgt;2/subgt;WOsubgt;6/subgt;和Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;/C磁微球的质量比例，合成高活性、高稳定性、易回收的铋/钨酸铋/四氧化三铁复合光催化剂，Bisubgt;2/subgt;WOsubgt;6/subgt;呈纳米片状包裹在Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;/C磁微球表面，形成多层壳核包裹结构。本申请公开的Bi/Bisubgt;2/subgt;WOsubgt;6/subgt;/Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;复合光催化剂在可见光照射下能够催化还原Cr(VI)，其中，Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;/C磁微球含量30％的Bi/Bisubgt;2/subgt;WOsubgt;6/subgt;/Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;‑30的光催化效率最高，约是Bisubgt;2/subgt;WOsubgt;6/subgt;的2.8倍、Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;/C磁微球的4.2倍，本发明公开的制备方法便于推广，效果优异，制备的Bi/Bisubgt;2/subgt;WOsubgt;6/subgt;/Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;复合光催化剂具备较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合光催化剂制备领域，尤其涉及一种可见光驱动的铋/钨酸铋/四氧化三铁复合光催化剂的制备方法。

背景技术

Cr(VI)在水体中具有较强的迁移性和毒性，是全球范围内优先控制污染物之一。在含铬化合物的生产和使用所产生的工业废水中含有大量Cr(VI)，未经处理或处理未达标的含铬工业废水均会严重影响生态环境。值得关注的是低氧化数的Cr(III)的毒性较低、容易从水中沉淀析出(K^θ_sp(Cr(OH)₃)＝6.3×10^–31))。因此，将Cr(VI)转化为Cr(III)已经成为处理含铬废水的常用方法。利用化学还原法处理含铬废水的过程中，会消耗大量化学试剂、还可能产生二次污染，仍需要开发绿色经济的Cr(VI)还原方法。半导体光催化技术是利用半导体催化剂吸收太阳光的光能产生的光生电子和空穴驱动氧化还原反应，在光催化制氢、二氧化碳还原、降解有机污染物和还原六价铬方面都有广泛的应用，具有低耗、经济可循环等优点。因此，光催化还原技处理含铬废水具有潜在的应用前景。但是，根据光催化技术的应用现状，目前使用的催化剂存在可见光活性低、稳定性差、难以从溶液中分离等，阻碍了光催化还原法的实际应用。因此研制高活性、高稳定性、可见光驱动的半导体催化剂对光催化技术的推广和应用具有重要意义。

Bi₂WO₆是一种新型的窄带隙半导体(2.6～2.8eV)，具有类似层状钙钛矿结构，与氧化物、硫化物光催化剂相比，该层状结构的层与层之间可作为光催化反应的活性区域，同时，层状结构有利于分离光生电子和空穴，大大提高其光催化效率。通过贵金属沉积、非金属掺杂、构建异质结等方法可以进一步促进光生载流子的分离，从而提高Bi₂WO₆的光催化活性。由于Bi₂WO₆的亲水特性，在不使用离心分离等方法时，很难使Bi₂WO₆从水溶液中分离出来。