專利名稱：一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎢酸鉍光催化劑的制備技術(shù)，特別是一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍(Bi2WO6)光催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
光催化技術(shù)由于具有可利用太陽光、易操作、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在降解各種環(huán)境介質(zhì)中的污染物上優(yōu)勢明顯。因此該技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的一個熱點(diǎn)。鎢酸鉍(Bi2WO6)具有獨(dú)特的物理和光化學(xué)性能，能夠高效降解各種污染物，作為一種新型的光催化劑，鎢酸鉍表現(xiàn)出了巨大的潛力。因此很多課題組對鎢酸鉍(Bi2WO6)進(jìn)行了大量的研究。TFXie等以鎢酸鈉和硝酸鉍為原料，水和乙二醇為溶劑合成出了線團(tuán)狀的鎢酸鉍光催化劑(CrystEngComm, 2011, 13，4053)，XTHuang等以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為模板劑，鎢酸鈉和硝酸秘為原料，通過氨水來調(diào)節(jié)pH制備了八面體狀的鶴酸秘光催化材料(Nanoscale ResLett (2008) 3:365 - 371)。SY Fu課題組以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為模板劑，鎢酸鈉和硝酸鉍為前驅(qū)體，將硝酸鉍溶解在乙醇/乙二醇/水組成的混合溶液中制得中空球狀的鎢酸鉍粉末(Dalton Trans.，2010，39，3426 - 3432)。WZ Wang等利用乙二醇作為回流系統(tǒng)的回流劑，以膠態(tài)碳為模板劑，鎢酸鈉和硝酸鉍為前驅(qū)體，可制備納米籠狀的鎢酸鉍光催化材料(Crystal Growth&Design, Vol. 9, No. 2, 2009)。用丙三醇為溶劑合成特定形貌-柿餅狀的鎢酸鉍光催化劑未見報道，對于不同的酸根離子對于鎢酸鉍形貌的影響的研究也很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)分析，提供一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，該制備方法工藝簡單、條件溫和且成本低廉。本發(fā)明的技術(shù)方案一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，步驟如下I)將Bi (NO3) 3 · 5H20均勻分散到丙三醇中，得到Bi (NO3) 3 · 5H20丙三醇溶液；2)將Na2WO4 · 2H20溶于去離子水中，攪拌得到透明的Na2WO4 · 2H20溶液；3)強(qiáng)力攪拌下，將Na2WO4 · 2H20溶液逐滴加入到Bi (NO3) 3 · 5H20丙三醇溶液中，混合均勻后再加入硫酸鈉(Na2SO4),繼續(xù)攪拌30min,得到混合液；4)將上述混合液轉(zhuǎn)移至以聚四氟乙烯為內(nèi)膽的反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，在180
OC水熱條件下恒溫反應(yīng)24h，生成淺黃色沉淀物；5)將水熱反應(yīng)后得到的淺黃色沉淀物，分別用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，自然風(fēng)干后，即可制得柿餅狀形貌的Bi2WO6光催化劑。所述Bi (NO3)3 · 5H20丙三醇溶液中，Bi (NO3)3 · 5H20與丙三醇的用量比為O.485g/10mL。所述Na2WO4 · 2H20 溶液的濃度為 O. 05mol/L。
所述混合液中Bi與W的元素比為2:1。所述鎢酸鈉與硫酸鈉的質(zhì)量比為1. 65:1。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明以丙三醇和水作為溶劑，鎢酸鈉和硝酸鉍作為前驅(qū)體，力口入硫酸鈉，用水熱法合成具有柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑，該光催化劑易于從反應(yīng)體系中分離，不會造成二次污染且在可見光處有響應(yīng)，可用于可見光下催化降解各類有機(jī)污染物；制備工藝簡單、條件溫和且成本低廉。


圖1為不同合成方案制備的Bi2WO6光催化劑的XRD圖譜。
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圖2為不同合成方案制備的Bi2WO6光催化劑的FESEM圖譜，圖中a、b、C、d分別為在Bi2WO6前驅(qū)液中加入Na2SO4,未加入Na2SO4,加入Na2CO3,加入NaNO3后，反應(yīng)制備得到的Bi2WO6粉末的FESEM圖譜。圖3為在Bi2WO6前驅(qū)液中加入Na2SO4反應(yīng)后制備得到的柿餅狀的Bi2WO6光催化劑的紫外-可見漫反射光譜。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。實施例1 :一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，步驟如下I)將 O. 485g Bi (NO3)3 AH2O 均勻分散到 IOmL 丙三醇溶液中，得到 Bi (NO3)3^H2O丙三醇溶液；2)將O. 165g Na2WO4 · 2H20溶于IOmL去離子水中，攪拌得到透明的Na2WO4 · 2H20溶液；3)在轉(zhuǎn)數(shù)為1500r/min強(qiáng)力攪拌下，將Na2WO4 · 2H20溶液逐滴加入到Bi (NO3) 3 ·5Η20丙三醇溶液中，混合均勻后再加入O.1g的Na2SO4,繼續(xù)攪拌30min，得到混合液；4)將上述混合液轉(zhuǎn)移至30mL聚四氟乙烯為內(nèi)膽的反應(yīng)釜中，180 O C水熱條件下恒溫反應(yīng)24h ；5)反應(yīng)結(jié)束后得到淺黃色沉淀，分別用去離子水和無水乙醇洗滌3次，將洗滌產(chǎn)物自然風(fēng)干，即可制得柿餅狀形貌的Bi2WO6光催化劑。以下實施例為對比試驗。實施例2 一種鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其步驟與實施例1基本相同，不同之處在于步驟3)中不加Na2SO4,制得實施例2的Bi2WO6光催化劑。實施例3:一種鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其步驟與實施例1基本相同，不同之處在于步驟3)中加入O.1g的Na2CO3,制得實施例3的Bi2WO6光催化劑。實施例4 一種鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其步驟與實施例1基本相同，不同之處在于步驟3)中加入O.1g的NaNO3,制得實施例4的Bi2WO6光催化劑。通過對實施例1、實施例2、實施例3、實施例4制備的Bi2WO6樣品進(jìn)行XRD分析，如圖1所示，可知不同實施例制備的樣品均為JCPDS39-0526型Bi2WO6光催化劑，而且加入Na2SO4后制備得到的Bi2WO6光催化劑結(jié)晶最好。圖2為不同實施例中加入不同的酸根離子制備得到的Bi2WO6粉末的FESEM圖譜，在Bi2WO6前驅(qū)液中加入Na2SO4,反應(yīng)之后得到了具有特定形貌一柿餅狀的Bi2WO6樣品，而未加入Na2SO4的前驅(qū)液反應(yīng)后制備的Bi2WO6粉末并沒有形成特定的柿餅形貌，因此SO/—在柿餅狀的Bi2WO6樣品形成過程中起到了關(guān)鍵作用。為了進(jìn)一步證實S042_的作用，在實施例3、實施例4的Bi2WO6前驅(qū)液中加入Na2C03、NaNO3,反應(yīng)之后并沒有制備出柿餅狀的Bi2WO6樣品，因此證實S042_的存在，促成了柿餅狀的Bi2WO6光催化劑的形成。圖3為實施例1中制備的柿餅狀Bi2WO6樣品的紫外-可見漫反射光譜，制備的柿餅狀的Bi2WO6光催化劑在455nm處可見光有響應(yīng)，可用于可見光下催化降解各類有機(jī)污染物。
權(quán)利要求
1.一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于步驟如下1)將Bi(NO3) 3 · 5H20均勻分散到丙三醇中，得到Bi (NO3) 3 · 5H20丙三醇溶液；2)將Na2WO4· 2H20溶于去離子水中，攪拌得到透明的Na2WO4 · 2H20溶液；3)強(qiáng)力攪拌下，將Na2WO4· 2H20溶液逐滴加入到Bi (NO3) 3 · 5H20丙三醇溶液中，混合均勻后再加入硫酸鈉(Na2SO4),繼續(xù)攪拌30min，得到混合液；4)將上述混合液轉(zhuǎn)移至以聚四氟乙烯為內(nèi)膽的反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，在180O C水熱條件下恒溫反應(yīng)24h，生成淺黃色沉淀物；5)將水熱反應(yīng)后得到的淺黃色沉淀物，分別用去離子水和無水乙醇洗滌2-3次，自然風(fēng)干后，即可制得柿餅狀形貌的Bi2WO6光催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于所述 Bi (NO3) 3 · 5H20丙三醇溶液中，Bi (NO3)3 · 5H20與丙三醇的用量比為O. 485g/10mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于所述 Na2WO4 · 2H20 溶液的濃度為 O. 05mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于所述混合液中Bi與W的元素比為2:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于所述鶴酸鈉與硫酸鈉的質(zhì)量比為1.65:1。
全文摘要
一種柿餅狀形貌的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，步驟為1)將硝酸鉍均勻分散到丙三醇中，得到硝酸鉍丙三醇溶液；2)將鎢酸鈉溶于去離子水中，得到鎢酸鈉溶液；3)強(qiáng)力攪拌下將鎢酸鈉溶液逐滴加入到硝酸鉍丙三醇溶液中，混合均勻后再加入硫酸鈉，攪拌后得到混合液；4)將上述混合液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)生成沉淀物；5)將沉淀物分別用去離子水和無水乙醇洗滌，自然風(fēng)干后即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該光催化劑以丙三醇和水作為溶劑，鎢酸鈉和硝酸鉍作為前驅(qū)體，加入硫酸鈉，用水熱法合成，其易于從反應(yīng)體系中分離，不會造成二次污染且在可見光處有響應(yīng)，可用于可見光下催化降解各類有機(jī)污染物；制備方法工藝簡單、條件溫和且成本低廉。
文檔編號B01J23/31GK103041801SQ201310011699
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者朱娜, 胡夢圓, 郭雪靜, 劉璐 申請人:南開大學(xué), 南開大學(xué)附屬中學(xué)