分阶段合成纳米钨酸铋

光催化反应几乎能降解所有的有机污染物,如烷烃、卤代烷烃、醇、羧酸、烯、芳香烃、 卤代芳香化合物、聚合物、杀虫剂、除草剂、染料以及溴代阻燃剂、消毒副产物等污染物。因此光催化技术被认为是理想的环境治理的新技术,是控制环境污染最具前景的一种手段。

传统的TiO2光催化剂主要吸收紫外光,对太阳光的利用率低。纳米钨酸铋(Bi2WO6)是近几年兴起的、受到广泛关注度的一种可见光半导体催化剂, 它在可见光下具有良好的光催化活性。Bi2WO6在可见光下能有效降解有机污染物(RhB、苯酚、乙醛、抗生素类等)将其矿化,同时还能有效地利用CO2和水在催化作用下生成燃料。

分阶段合成纳米钨酸铋图片

目前为纳米钨酸铋材料,主要利用氧化铋和氧化钨进行固相反应,或以硝酸铋和钨酸钠为原料采用共沉淀法、溶胶凝胶法或水热法制备而成,普遍存在产物纯度不高,反应温度高或晶粒尺寸难以控制等缺点。为了克服上述问题,有学者采用溶剂法和水热法分阶段合成纳米钨酸铋,其具体内容为:

1)将10mmol硝酸铋和30mmol甘油溶于200ml的异丙醇中,搅拌均匀得到澄清液,将此溶液转移到容积为250ml的高压釜中,升温至160℃并保温6小时;待反应釜冷却至室温,过滤并用异丙醇洗涤滤饼3次,然后将滤饼在80℃下干燥12小时,得甘油铋粉体;

2)取10mmol钨酸钠溶于100ml去离子水中,配制均匀的钨酸钠水溶液,然后向其中加入9mmol甘油铋,强力搅拌使甘油铋分散均匀,并用硝酸调节所得溶液体系的pH值至0-1之间,再将所得混合液转移至容积为200ml的高压釜中,升温至180℃保温反应12小时。停止加热后待反应釜冷却至室温,过滤并用去离子水和乙醇各洗涤滤饼3次,滤饼在120℃干燥12小时,得目标产物钨酸铋纳米晶片粉体。

上述工艺重点首先利用溶剂热反应合成非离子型的甘油铋配合物,再结合第二步水热反应步骤,利用柯肯达尔效应逐步完成纳米钨酸铋的制备过程,避免了常规无机盐沉淀反应速度过快、颗粒生长不均匀和所得晶粒尺寸不均一的缺点,同时引入的无机杂质少,使制备的产物钨酸铋具有较高的纯度。

经检测,所得到钨酸铋纳米晶片粉体的纯度大于99%,平均粒径为30nm。在浓度为1.0g/L时,在可见光照射下能在60min内完全降解浓度为0.01g/L的罗丹明B。

 

 

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