專利名稱：一種二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)環(huán)保光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合光催化劑的制備方法， 具體涉及一種二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
利用光催化技術(shù)降解環(huán)境污染物具有室溫深度反應(yīng)和可直接利用太陽(yáng)能作為光源來(lái)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)等特點(diǎn)，而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術(shù)，并備受矚目。近年來(lái)半導(dǎo)體光催化已成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，大量研究表明，幾乎所有的有機(jī)污染物都能被有效地光催化降解、脫色、礦化為無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)，從而消除對(duì)環(huán)境的污染和危害。典型的光催化劑如TW2需要在紫外光照射下才具有較高的光催化活性，紫外光占太陽(yáng)光中的比例約為4%，而太陽(yáng)光能量主要集中在400-700nm的可見光范圍，其在使用過(guò)程中對(duì)太陽(yáng)光的利用率較低，同時(shí)T^2在可見光范圍內(nèi)并不具有催化活性，因此當(dāng)前光催化技術(shù)尚不能充分利用太陽(yáng)光。雖然對(duì)T^2進(jìn)行摻雜改性，如引入金屬元素Fe、Co、Ce等及非金屬元素N、C、F等能夠拓展T^2的吸收波長(zhǎng)至可見光范圍，但其光吸收較弱，催化活性普遍較低，且存在摻雜元素流失等失活問(wèn)題。因此，開發(fā)新型可見光響應(yīng)光催化劑是提高太能利用率，降低成本，拓寬光催化技術(shù)的應(yīng)用范圍，最終實(shí)現(xiàn)光催化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。鎢酸鉍是一種具有可見光響應(yīng)能力的新型半導(dǎo)體光催化材料，雖然其在可見光范圍內(nèi)具有一定的響應(yīng)，但是由于較弱的可見光吸收能力導(dǎo)致其光催化活性較低，從而限制了其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，該復(fù)合光催化劑的光催化活性相對(duì)于純的鎢酸鉍有較大提高，解決了現(xiàn)有光催化劑催化效果不好， 對(duì)太陽(yáng)光的利用率低的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法， 具體按照以下步驟實(shí)施步驟1 將一定量的五水硝酸鉍溶解于質(zhì)量濃度為65%的硝酸溶液，得到溶液A， 將一定量的鎢酸銨溶解于摩爾濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液，得到溶液B ；步驟2 將步驟1得到的一定量的溶液A和溶液B混合均勻得到溶液C，將五水氯化錫按照摩爾濃度為0. 01 0. lmol/L溶于水配制得到溶液D ；步驟3 將步驟2得到的一定量的D溶液和C溶液混合均勻得到溶液E，將溶液E 轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至150 250°C微波水熱處理0. 5 3h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌3次，于80°C干燥12h， 得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
其中的溶液A中五水硝酸鉍和硝酸溶液的質(zhì)量比為1 5 10。其中的溶液B中鎢酸銨和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1 2 5。其中的溶液C中Bi元素和W元素的摩爾比為2 1。其中的溶液E中錫元素和鎢元素的摩爾比為1 2 20。本發(fā)明的有益效果是，制備方法簡(jiǎn)單、成本低，制備的復(fù)合光催化劑具有優(yōu)良的催化性能，在可見光照射下具有分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)生物質(zhì)合殺菌的作用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1 將一定量的五水硝酸鉍溶解于質(zhì)量濃度為65%的硝酸溶液，得到溶液 A，其中五水硝酸鉍和硝酸的質(zhì)量比為1 5 10;將一定量的鎢酸銨溶解于摩爾濃度為 5mol/L的氫氧化鈉溶液，得到溶液B，其中鎢酸銨和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1 2 5 ；步驟2 將一定量的溶液A和溶液B混合均勻得到溶液C，C溶液中Bi元素和W元素的摩爾比為2 1。將五水氯化錫按照摩爾濃度為0.01 O.lmol/L溶于水配制得到溶液D ；步驟3 將一定量的D溶液和C溶液混合均勻得到溶液E，E溶液中錫元素和鎢元素的摩爾比為1 2 20。將E溶液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至150 250°C微波水熱處理0. 5 3h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離， 去離子水洗滌3次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。提高光催化劑光催化活性的關(guān)鍵是如何減少光生電子-空穴的復(fù)合幾率，常規(guī)的單一光催化劑光生電子-空穴不易遷移，光生載流子壽命較短，導(dǎo)致光生載流子還未遷移到光催化劑表面就發(fā)生載流子復(fù)合而失活。半導(dǎo)體復(fù)合體系就是將兩種不同能隙的半導(dǎo)體結(jié)合在一起，由于兩種不同的半導(dǎo)體具有不同能帶結(jié)構(gòu)，能帶位置不同會(huì)產(chǎn)生勢(shì)能差，能夠有效解決光催化劑的可見光吸收系數(shù)小和電子-空穴的復(fù)合問(wèn)題。本發(fā)明就是利用二氧化錫和鎢酸鉍兩種不同能帶結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料進(jìn)行復(fù)合，以提高催化劑的光吸收系數(shù)和電子-空穴復(fù)合問(wèn)題，進(jìn)而提高光催化劑的光催化活性。實(shí)施例1將4. 85g五水硝酸鉍溶解于24. 25g濃度為65%的硝酸溶液；將15. 21g鎢酸銨溶液于30. 42g濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液；將上述兩種溶液混合均勻后加入25mL濃度為0. lmol/L的五水氯化錫溶液，并移至水熱反應(yīng)釜，置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至 150°C微波水熱處理0. 5h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌 3次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。實(shí)施例2將4. 85g五水硝酸鉍溶解于48. 5g濃度為65%的硝酸溶液；將15. 21g鎢酸銨溶液于76. 05g濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液；將上述兩種溶液混合均勻后加入25mL濃度為0. lmol/L的五水氯化錫溶液，并移至水熱反應(yīng)釜，置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至 150°C微波水熱處理0. 5h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌 3次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。
實(shí)施例3將4. 85g五水硝酸鉍溶解于24. 25g濃度為65%的硝酸溶液；將15. 21g鎢酸銨溶液于30. 42g濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液；將上述兩種溶液混合均勻后加入25mL濃度為0. 01mol/L的五水氯化錫溶液，并移至水熱反應(yīng)釜，置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至 150°C微波水熱處理0. 5h，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌 3次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。實(shí)施例4將4. 85g五水硝酸鉍溶解于48. 5g濃度為65%的硝酸溶液；將15. 21g鎢酸銨溶液于76. 05g濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液；將上述兩種溶液混合均勻后加入25mL濃度為0. 01mol/L的五水氯化錫溶液，并移至水熱反應(yīng)釜，置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至 150°C微波水熱處理0. ，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌 3次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。實(shí)施例5將4. 85g五水硝酸鉍溶解于24. 25g濃度為65%的硝酸溶液；將15. 21g鎢酸銨溶液于30. 42g濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液；將上述兩種溶液混合均勻后加入25mL濃度為0. 01mol/L的五水氯化錫溶液，并移至水熱反應(yīng)釜，置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至 250°C微波水熱處理池，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌3 次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。實(shí)施例6將4. 85g五水硝酸鉍溶解于48. 5g濃度為65%的硝酸溶液；將15. 21g鎢酸銨溶液于76. 05g濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液；將上述兩種溶液混合均勻后加入25mL濃度為0. lmol/L的五水氯化錫溶液，并移至水熱反應(yīng)釜，置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至 250°C微波水熱處理池，取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌3 次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。
權(quán)利要求
1.一種二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1 將一定量的五水硝酸鉍溶解于質(zhì)量濃度為65%的硝酸溶液，得到溶液A，將一定量的鎢酸銨溶解于摩爾濃度為5mol/L的氫氧化鈉溶液，得到溶液B ；步驟2 將步驟1得到的一定量的溶液A和溶液B混合均勻得到溶液C，將五水氯化錫按照摩爾濃度為0. 01 0. lmol/L溶于水配制得到溶液D ；步驟3 將步驟2得到的一定量的D溶液和C溶液混合均勻得到溶液E，將溶液E轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，并置于微波反應(yīng)器中利用微波加熱至150 250°C微波水熱處理0. 5 池， 取出后自然冷卻至室溫，將得到的產(chǎn)物離心分離，去離子水洗滌3次，于80°C干燥12h，得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的溶液A中五水硝酸鉍和硝酸溶液的質(zhì)量比為1 5 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的溶液B中鎢酸銨和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1 2 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的溶液C中Bi元素和W元素的摩爾比為2 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，所述的溶液E中錫元素和鎢元素的摩爾比為1 2 20。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑的制備方法，復(fù)合光催化劑為一種包括二氧化錫和鎢酸鉍組成的粉體，其中二氧化錫和鎢酸鉍的摩爾比為1∶2～20，其制備步驟包括將五水硝酸鉍的硝酸溶液，鎢酸銨的氫氧化鈉溶液及五水氯化錫溶液混合后，采用微波輔助加熱的水熱法制備得到二氧化錫/鎢酸鉍復(fù)合光催化劑。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、成本低，制備的復(fù)合光催化劑具有優(yōu)良的催化性能，在可見光照射下具有分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)生物質(zhì)合殺菌的作用。
文檔編號(hào)A62D3/10GK102489293SQ20111036718
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者何選盟, 劉輝, 朱振峰, 李軍奇, 王德方, 郭占云 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)