[发明专利]一种一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料及其制备方法与应用，属于无机光催化材料技术领域。所述一维氧化镍/钼钨酸铋的微观形貌为中空纳米管；中空纳米管的直径为100‑500nm，纳米管壁厚为50‑150nm，长度为5‑20μm。本发明能够提供大量的活性位点，有利于光生载流子的输送与分离，从而提高光催化降解性能；同时本发明光催化材料能有效去除四环素溶液的生物毒性；最后本发明制备的光催化材料形貌均一、连续性好、循环稳定性好，降低了生产成本，提升了经济效益。

技术领域

本发明涉及一种一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料及其制备方法与应用，属于无机光催化材料技术领域。

背景技术

随着科技的发展和人们生活水平的提高，由此产生的水体污染问题也越来越严重。其中，四环素是一种典型的广谱类抗生素，广泛应用于医疗和畜牧业，而产生的含有大量抗生素的生活污水、医疗废水都被排放到了环境中，高浓度的抗生素废水不仅不利于植株的生长，也使得细菌的耐药性增强。因此，滥用或过量使用抗生素导致的水体污染严重破坏了环境及生态平衡并对人们的身体健康产生巨大的影响。所以，如何有效的去除废水中的抗生素并降低其生物毒性从而使得处理后的废水可以直接排放到环境中是急需解决的重大环境问题之一。

迄今为止，已有多种去除水体中抗生素的方法，如物理吸附(参见：BioresourceTechnology,2020,316,123950)、生物降解(参见：Journal of Hazardous Materials,2021,408,124762)、电化学氧化(参见：Water Research,2018,137,324-334)以及光催化降解(参见：Journal of Hazardous Materials,2022,422,126920)。其中，光催化可以直接利用清洁能源太阳光，具有反应条件温和、降解效率高、没有二次污染等优点，是去除废水中抗生素的有效方法。

光催化的核心是光催化剂，但单一组分的光催化剂具有量子产率低、光生电子-空穴对易复合、载流子传输速率低等缺点，限制了其光催化活性。目前，形貌调控(参见：Microporous and Mesoporous Materials,2021,323,111228)、构建异质结(参见：ChineseJournal of Catalysis,2020,41,1480-1487)、掺杂(参见：Catalysis Today,2021,375,506-513)等方法是改善光催化性能的有效方法。但掺杂引入的局域杂质能级容易成为载流子的复合中心，不利于光催化性能的提升。而固溶体方法则可以实现带隙和带边位置的精确调控，使材料的光吸收和氧化还原电位达到最佳平衡，更有利于光催化性能的提升。

本发明通过静电纺丝结合煅烧工艺制备了一种一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料。其中，钼钨酸铋固溶体有利于光催化性能的提升，与氧化镍构成异质结后更进一步促进了光生载流子的分离，使得光催化性能得到进一步改善。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料及其制备方法与应用。本发明通过静电纺丝结合煅烧工艺获得一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料，不仅具有优异的光催化性能，且本发明还通过培育绿豆发芽实验探究了污染物溶液的生物毒性，经过光催化降解后的溶液对绿豆的发芽没有表现出明显的抑制作用，说明本发明的光催化材料能有效去除污染物溶液中的生物毒性。

术语说明：

纺丝接收距离：静电纺丝针头到接收装置的距离。

室温：具有本领域公知的含义，指25±5℃。

本发明的技术方案如下：

一种一维氧化镍/钼钨酸铋固溶体光催化材料，所述一维氧化镍/钼钨酸铋的微观形貌为中空纳米管。

根据本发明优选的，所述中空纳米管的直径为100-500nm，纳米管壁厚为50-150nm，长度为5-20μm。