光催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于Bi2WO6光催化劑的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有立方結(jié)構(gòu)的Bi2WO6*催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著日益加重的環(huán)境污染，利用光催化技術(shù)治理環(huán)境問題已成為近年來最活躍的研究領(lǐng)域之一。光催化技術(shù)對環(huán)境污染的降解具有能耗低、凈化條件溫和和無二次污染等優(yōu)點而備受重視。在眾多的半導(dǎo)體光催化材料中，作為一種新型的光催化材料Bi2WO6因其較窄的禁帶寬度(約2.7eV)，能被可見光激發(fā)并在可見光下具有較高的催化活性和較高的有機(jī)物降解能力而引起了越來越多的關(guān)注。因此，Bi2WO6光催化材料的研究將為光催化去除和降解有機(jī)污染物開辟一條新的途徑，在環(huán)境凈化和新能源開發(fā)方面具有非常重要的實用價值。
[0003]眾所周知，光催化劑的性能與其結(jié)構(gòu)、形貌和結(jié)晶性相互聯(lián)系，因此尋找一種具有特殊結(jié)構(gòu)且光催化性能優(yōu)良的鎢酸鉍光催化劑的制備方法變的尤為重要。仿生合成技術(shù)是以生物大分子或生物有機(jī)質(zhì)自組裝體為模板，對無機(jī)物的成核和生長進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而合成出具有不同微觀形貌的納米功能材料。在眾多的生物模板劑中，L-賴氨酸具有無毒和良好的生物相容性等優(yōu)點，是一種應(yīng)用前景十分廣闊的模板劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種操作簡單、反應(yīng)速率快、產(chǎn)率較高且晶體形貌可控的具有立方結(jié)構(gòu)的Bi2WO6*催化劑的制備方法。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種具有立方結(jié)構(gòu)的Bi2WO6*催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(I)以硝酸鉍(Bi(NO3)3.5H20)、鎢酸鈉(Na2WO4.2H20)、L-賴氨酸和去離子水為原料，分別將硝酸鉍和鎢酸鈉與去離子水配制成硝酸鉍水溶液和鎢酸鈉水溶液，然后在攪拌的條件下將L-賴氨酸加入到鎢酸鈉水溶液中形成混合溶液，其中L-賴氨酸與鎢酸鈉的摩爾比為0.5-2:1 ; (2)在攪拌的條件下，將硝酸鉍水溶液加入到步驟(I)得到的混合溶液中并混合均勻，其中硝酸鉍與鎢酸鈉的摩爾比為2:1，再用硝酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為0.5-3，然后將所得的混合溶液移至微波水熱反應(yīng)釜中于140-180°C保持5-30分鐘；(3)反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后得到具有立方結(jié)構(gòu)和高催化活性的Bi2WO6光催化劑。
[0006]進(jìn)一步限定，步驟(I)所述的鎢酸鈉水溶液和硝酸鉍水溶液中鎢酸鈉和硝酸鉍的摩爾濃度分別為0.1-0.3mol/Lo
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著優(yōu)點:1、所制備的Bi2WO6光催化劑的形貌為立方結(jié)構(gòu)，具有良好的結(jié)晶性和良好的光催化活性；2、形貌調(diào)控劑為無毒且具有良好的生物相容性；3、制備方法簡單，反應(yīng)速率快，產(chǎn)率高且易于控制。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實施例2制得的Bi2WO6光催化劑的掃描電鏡圖，圖2為300W的氙燈照射下，本發(fā)明實施例2制得的鎢酸鉍(Bi2WO6-L-賴氨酸)光催化劑和不使用L-賴氨酸制備鎢酸鉍(Bi2WO6)對羅丹明B降解對比曲線(操作條件:催化劑量:0.5g/L ;羅丹明B的濃度:50mg/L)o
【具體實施方式】
[0009]以下通過實施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0010]實施例1
(1)配制摩爾濃度為0.lmol/L的媽酸鈉水溶液20mL，在攪拌條件下將0.18g L-賴氨酸加入到鎢酸鈉水溶液中混合均勻得到混合溶液，然后配制摩爾濃度為0.lmol/L的硝酸鉍水溶液40mL ;
(2)在攪拌的條件下將硝酸鉍水溶液逐滴加入到混合溶液中，用硝酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為0.5，然后將所得的混合溶液轉(zhuǎn)移至微波水熱反應(yīng)釜中于140°C保持30分鐘；
(3 )反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后得到具有立方體結(jié)構(gòu)和高催化活性的Bi2WO6光催化劑。
[0011]實施例2
(1)配制摩爾濃度為0.2mol/L的媽酸鈉水溶液20mL，在攪拌條件下將0.72g L-賴氨酸加入到鎢酸鈉水溶液中混合均勻得到混合溶液，然后配制摩爾濃度為0.2mol/L的硝酸鉍水溶液40mL ;
(2)在攪拌的條件下將硝酸鉍水溶液逐滴加入到混合溶液中，用硝酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為1.0，然后將所得的混合溶液轉(zhuǎn)移至微波水熱反應(yīng)釜中于160°C保持20分鐘；
(3 )反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后得到具有立方體結(jié)構(gòu)和高催化活性的Bi2WO6光催化劑。
[0012]圖1是本實施例制得的扮#06光催化劑的掃描電鏡圖，由圖可知，制得的Bi #06光催化劑具有立方體結(jié)構(gòu)。圖2為本實施例制得的鎢酸鉍(Bi2WO6-L-賴氨酸)光催化劑和不使用L-賴氨酸制備鎢酸鉍(Bi2WO6)對羅丹明B降解對比曲線，由圖可知，本實施例制得的鎢酸鉍(Bi2WO6-L-賴氨酸)光催化劑具有較高的光催化活性。
[0013]實施例3
(1)配制摩爾濃度為0.3mol/L的媽酸鈉水溶液20mL，在攪拌條件下將2.16g L-賴氨酸加入到鎢酸鈉水溶液中混合均勻得到混合溶液，然后配制摩爾濃度為0.3mol/L的硝酸鉍水溶液40mL ;
(2)在攪拌的條件下將硝酸鉍水溶液逐滴加入到混合溶液中，用硝酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為3.0，然后將所得的混合溶液轉(zhuǎn)移至微波水熱反應(yīng)釜中于180°C保持5分鐘；
(3 )反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后得到具有立方體結(jié)構(gòu)和高催化活性的Bi2WO6光催化劑。
[0014]以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有立方結(jié)構(gòu)的Bi 2胃06光催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(I)以硝酸鉍、鎢酸鈉、L-賴氨酸和去離子水為原料，分別將硝酸鉍和鎢酸鈉與去離子水配制成硝酸鉍水溶液和鎢酸鈉水溶液，然后在攪拌的條件下將L-賴氨酸加入到鎢酸鈉水溶液中形成混合溶液，其中L-賴氨酸與鎢酸鈉的摩爾比為0.5-2:1 ; (2)在攪拌的條件下，將硝酸鉍水溶液加入到步驟(I)得到的混合溶液中并混合均勻，其中硝酸鉍與鎢酸鈉的摩爾比為2:1，再用硝酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為0.5-3，然后將所得的混合溶液移至微波水熱反應(yīng)釜中于140-180°C保持5-30分鐘；(3)反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后得到具有立方結(jié)構(gòu)和高催化活性的Bi2WO6光催化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有立方結(jié)構(gòu)的Bi2胃06光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述的鎢酸鈉水溶液和硝酸鉍水溶液中鎢酸鈉和硝酸鉍的摩爾濃度分別為.0.1-0.3mol/L.
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有立方結(jié)構(gòu)的Bi2WO6光催化劑的制備方法，包括以下步驟：（1）分別將硝酸鉍和鎢酸鈉與去離子水配制成硝酸鉍水溶液和鎢酸鈉水溶液，在攪拌的條件下將L-賴氨酸加入到鎢酸鈉水溶液中形成混合溶液；（2）將硝酸鉍水溶液加入到步驟（1）得到的混合溶液中并混合均勻，再用硝酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為0.5-3，然后將所得的混合溶液移至微波水熱反應(yīng)釜中于140-180℃保持5-30分鐘；（3）反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、離心、洗滌、干燥后得到具有立方結(jié)構(gòu)和高催化活性的Bi2WO6光催化劑。本發(fā)明的制備方法簡單，反應(yīng)速率快，產(chǎn)率高且易于控制。
【IPC分類】B01J23/31
【公開號】CN105170137
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】呂華, 劉玉民, 丁志偉, 王鍵吉
【申請人】河南師范大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年6月3日