納米銀表面修飾鎢酸鉍光催化劑

近年來，隨著汽車的普及，汽車尾氣排放加劇了環境污染，許多國家對汽油含硫量都作了嚴格規定。工業上通常採用加氫脫硫（HDS）來脫除汽柴油中的硫化物，但是對於噻吩及其衍生物由於存在空間位阻效應，脫硫效果較差，已相對落後。

為了達到深度脫硫的目的，人們相繼開發出多種新的脫硫技術，如生物脫硫(BDS)、萃取脫硫、吸附脫硫(ADS)和催化氧化脫硫等一些新工藝。 其中催化氧化脫硫是一種最具希望代替傳統加氫脫硫的新型脫硫技 術，這種脫硫技術對催化劑的要求極高。

鎢酸鉍是結構最為簡單的Aurivillius型氧化物，由(Bi₂O₂)n₂n⁺層和鈣鈦礦型 (WO₄)n₂n^-片層交替出現，形成正交結構，特殊的結構賦予其特殊的介電、發光、 離子導體、催化等性能，近年來，鎢酸鉍光催化材料的研究和開發將為提高太陽光的利用率提供新的思路，在環境淨化和新能源開發領域具有潛在的應用價值。然而目前，鎢酸鉍催化劑尚未被引用到FCC汽油催化氧化脫硫反應 中。會不會有效果？有學者就做了這樣的嘗試。

Bi₂WO₆的電子-空穴壽命較短且可見光回應範圍較窄，需要進行改性以提高其催化性能和對太陽光的利用率。目前常見的改性途徑有元素摻雜、表面修飾和半導體複合等，研究人員採用貴金屬銀進行修飾，製備納米銀表面修飾鎢酸鉍光催化劑，並引用到汽油催化氧化脫硫反應中,其過程如下：

(1)製備鎢酸鉍光催化劑：

將Bi(NO₃)₃•5H₂O溶解於硝酸中，然後攪拌溶解，再加入(NH₄)₁₀W₁₂O₄₁•5H₂O 溶液，然後用硝酸溶液調節pH至0.5-2，並攪拌1-3h，然後將混合溶液放入壓力溶彈中，將壓力溶彈密封後置於150-200℃下反應6-24h，反應結束後，自然 冷卻至室溫，離心分離，洗滌，在50-100℃下真空乾燥1-3h制得Bi₂WO₆光催化劑；

(2)納米銀表面修飾鎢酸鉍催化劑：

將鎢酸鉍分散與水中，加入硝酸銀固體攪拌，懸浮液於氙燈下光照，並不斷取上清液用NaCl溶液檢驗溶液中的Ag⁺，直至Ag⁺被全部還原沉積在Bi₂WO₆ 的表面，然後進行固液分離，洗滌，在50-100℃下真空乾燥1-3h固體得到納米銀表面修飾鎢酸鉍光催化劑。

將得到的催化劑運用於模擬汽油催化氧化脫硫的實驗。實驗條件：將噻吩或苯並噻吩溶解于正辛烷中，配製成硫含量為500～600μg/g的模擬汽油。將類比汽油溶液置於光催化降解裝置中，加入催化劑，黑暗中磁力攪拌三十分鐘建立吸附-脫附平衡。打開氙燈，並通過壓縮機鼓空氣。在光照過程中間隔一定時間取反應溶液並加入甲醇作為萃取劑，磁力攪拌器上攪拌5min，硫含量檢測在 WK-2D型庫侖分析儀上完成。反應結果為：光照180min，脫硫率達到86％。重複使用5次，脫硫率幾乎不變。反應結束後，離心分離催化劑，洗滌乾燥。

研究表明，納米銀表面修飾鎢酸鉍催化劑活性高，且製備方法簡單，具有穩定性好，易於回收的優點，無需經行複雜的再生處理就可重複使用，具有十分重要的工業前景。