[发明专利]一种硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法，其步骤包括：将Bi(NO₃)₃·5H₂O和单质硅依次分散于第一硝酸溶液中得到第一混合溶液；将Na₂WO₃·2H₂O分散于第二硝酸溶液中，然后加入到第一混合溶液中得到第二混合溶液；将第二混合溶液转移到反应釜后于烘箱中进行水热反应；将水热反应产物洗涤、抽滤、干燥得到硅负载钨酸铋复合光催化剂。本发明提供的一种硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法，合成方法简单、制备成本低，并能有效增加光催化剂活性。并且本发明制得的复合光催化剂可应用于光催化液相还原CO₂合成乙醇、光催化分解水制氢气、光催化降解染料、光催化气相还原CO₂等领域，且催化与还原能力较强。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，特别涉及一种硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

过度碳排放所带来的环境压力已成为世界各国亟待解决的问题，需要有效的方法来实现碳平衡。人工光合作用被认为是最有效的途径之一，利用光催化剂吸收太阳能，将CO₂转化为其他可用的能源，如CO、CH₄、CH₃OH和C₂H₅OH等，可以缓解碳排放和能源问题，具有广阔的应用前景。

钨酸铋(Bi₂WO₆)在可见光下具有优异的无毒性能和高的电子分离率，在光催化领域引起人们的广泛关注。然而，其在光催化上的光电流弱、电子空穴复合效率高、有效催化面积小等问题有待进一步地改进与调整。

专利CN112619638A公开了一种模板剂法制备Bi₂WO₆的方法，利用有机模板剂CTAB阻止Bi₂WO₆在合成过程中发生团聚，同时控制其规则形貌。但该方法通过有机模板剂制备光催化剂容易造成环境污染，且其通过煅烧去除有机模板剂过程中还需要更多的能源投入。

专利CN112973687A公开了一种银修饰Bi₂WO₆光催化材料的制备方法，用于解决光催化剂光响应范围窄及电荷负荷率高的问题。专利CN113145115A公开了一种金纳米粒子修饰Bi₂WO₆光催化剂的制备方法，用于减少催化过程的能力需求同时增加产物选择性。使用银和金等贵金属负载能在一定程度上提高光催化剂的催化性能，但该方法会大大增加材料合成时的成本投入，不适合大规模制造和工业使用。

专利CN113231088A公开了一种磷掺杂Bi₂WO₆光催化剂的制备方法，使用磷钨酸作为磷源和钨源，达到增加光催化活性的目的。专利CN112973671A公开了一种Bi₂WO₆/ZnO异质结催化剂的制备方法，通过简单的溶液反应使两种材料实现复合，用于提高光催化降解有机污染物。但这些方法通过元素掺杂法改性钨酸铋会引入造价较高的原材料，并且其原材料的获得过程本身就是一个造成污染和有危险的过程，不适合广泛推广。

因此，目前亟需开发一种合成方法简单、制备廉价，并能有效增加光催化剂活性的光催化剂制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合成方法简单、制备成本低，并能有效增加光催化剂活性的硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将Bi(NO₃)₃·5H₂O和单质硅依次分散于第一硝酸溶液中得到第一混合溶液；