溶剂热法制取钨酸铋复合光催化剂

钨酸铋是光催化剂领域中的明星产品,因其较窄的禁带宽度(约2.7eV),能够响应400-460 nm的可见光,而且由于Bi2WO6结构中由WO6八面体层和Bi2O2层交替组成的层状特征,使其容易形成由纳米片组装而成的3D超结构,既能为光催化反应提供更多性位点,又具有更好的回收循环性,从而在环境净化方面表现出潜在的应用价值。

虽然Bi2WO6比传统光催化剂TiO2更能利用太阳能,但受其本征吸收阈值(460nm)的限制,纯钨酸铋光催化剂仍存在以下限制其实际应用的瓶颈问题;一是对可见光的吸收范围较窄,二是光生载流子复合速率较快。构筑异质结构是有效解决上述问题的途径之一,因此,张国英等学者提出了铋过量改良Bi2WO6的思路,通过利用Bi源的易水解特性,仅使用一种铋源并使其过量,以一锅溶剂热法制得Bi(OH)3复合的Bi2WO6异质光催化剂。

钨酸铋复合光催化剂图片

采用溶剂热法制备氢氧化铋/钨酸铋Bi(OH)3/Bi2WO6复合光催化剂的方法, 其特征在于按如下步骤进行:

先称取一定量Na2WO4·2H2O于小烧杯中,加入蒸馏水搅拌至充分溶解,制得浓度为0.13mol/L的Na2WO4·2H2O储备液;然后直接称取一定量Bi(NO3)3·5H2O于聚四氟乙烯内衬中,加入蒸馏水并磁力搅拌,制得不同浓度的Bi(NO3)3·5H2O前驱液,其中Bi(NO3)3·5H2O和蒸馏水的质量比为28-165:1,优选质量份数比为120-160:1。取一定量上述Na2WO4·2H2O储备液滴加于Bi(NO3)3·5H2O前驱液中,磁力搅拌30min左右,再向其中加入一定量无水乙醇,继续搅拌10min,然后将所得混合液在一定温度下进行溶剂热反应。待水热反应釜自然冷却至室温后,将产物离心分离、洗涤并干燥,得到系列Bi(OH)3/Bi2WO6复合光催化剂。

与Bi、W等计量比所制备的纯Bi2WO6相比,复合光催化剂的活性显着提高。Bi(OH)3/Bi2WO6复合光催化剂在降解工业染料废水、糖精废水和造纸废水中均表现出了高效的光催化性能,且相对于复合钛、银等其它元素的钨酸铋光催化剂,该工艺具有简单、产物成本低、性能高、可循环性强等优点,可有效解决Bi2WO6光催化剂在实际应用中所面临的瓶颈问题。 

 

 

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