纳米银表面修饰钨酸铋光催化剂

近年来，随着汽车的普及，汽车尾气排放加剧了环境污染，许多国家对汽油含硫量都作了严格规定。工业上通常采用加氢脱硫（HDS）来脱除汽柴油中的硫化物，但是对于噻吩及其衍生物由于存在空间位阻效应，脱硫效果较差，已相对落后。

为了达到深度脱硫的目的，人们相继开发出多种新的脱硫技术，如生物脱硫(BDS)、萃取脱硫、吸附脱硫(ADS)和催化氧化脱硫等一些新工艺。 其中催化氧化脱硫是一种最具希望代替传统加氢脱硫的新型脱硫技 术，这种脱硫技术对催化剂的要求极高。

钨酸铋是结构最为简单的Aurivillius型氧化物，由(Bi₂O₂)n₂n⁺层和钙钛矿型 (WO₄)n₂n^-片层交替出现，形成正交结构，特殊的结构赋予其特殊的介电、发光、 离子导体、催化等性能，近年来，钨酸铋光催化材料的研究和开发将为提高太阳光的利用率提供新的思路，在环境净化和新能源开发领域具有潜在的应用价值。然而目前，钨酸铋催化剂尚未被引用到FCC汽油催化氧化脱硫反应 中。会不会有效果？有学者就做了这样的尝试。

Bi₂WO₆的电子-空穴寿命较短且可见光响应范围较窄，需要进行改性以提高其催化性能和对太阳光的利用率。目前常见的改性途径有元素掺杂、表面修饰和半导体复合等，研究人员采用贵金属银进行修饰，制备纳米银表面修饰钨酸铋光催化剂，并引用到汽油催化氧化脱硫反应中,其过程如下：

(1)制备钨酸铋光催化剂：

将Bi(NO₃)₃•5H₂O溶解于硝酸中，然后搅拌溶解，再加入(NH₄)₁₀W₁₂O₄₁•5H₂O 溶液，然后用硝酸溶液调节pH至0.5-2，并搅拌1-3h，然后将混合溶液放入压力溶弹中，将压力溶弹密封后置于150-200℃下反应6-24h，反应结束后，自然 冷却至室温，离心分离，洗涤，在50-100℃下真空干燥1-3h制得Bi₂WO₆光催化剂；

(2)纳米银表面修饰钨酸铋催化剂：

将钨酸铋分散与水中，加入硝酸银固体搅拌，悬浮液于氙灯下光照，并不断取上清液用NaCl溶液检验溶液中的Ag⁺，直至Ag⁺被全部还原沉积在Bi₂WO₆ 的表面，然后进行固液分离，洗涤，在50-100℃下真空干燥1-3h固体得到纳米银表面修饰钨酸铋光催化剂。

将得到的催化剂运用于模拟汽油催化氧化脱硫的实验。实验条件：将噻吩或苯并噻吩溶解于正辛烷中，配制成硫含量为500～600μg/g的模拟汽油。将模拟汽油溶液置于光催化降解装置中，加入催化剂，黑暗中磁力搅拌三十分钟建立吸附-脱附平衡。打开氙灯，并通过压缩机鼓空气。在光照过程中间隔一定时间取反应溶液并加入甲醇作为萃取剂，磁力搅拌器上搅拌5min，硫含量检测在 WK-2D型库仑分析仪上完成。反应结果为：光照180min，脱硫率达到86％。重复使用5次，脱硫率几乎不变。反应结束后，离心分离催化剂，洗涤干燥。

研究表明，纳米银表面修饰钨酸铋催化剂活性高，且制备方法简单，具有稳定性好，易于回收的优点，无需经行复杂的再生处理就可重复使用，具有十分重要的工业前景。

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