锰掺杂纳米钨酸铋催化剂

随着社会经济的快速发展，工业化、城市化进程不断加快，大量污染物进入湖泊、河流以及水库等自然水体，造成污染，导致水质急剧下降。水体各种有机污染物被普遍检出，严重影响水生生物和人体健康安全。具有优良吸附和光催化性能的纳米材料是处理水中污染物的有效技术途径。

传统纳米材料（如TiO2、ZnO 等）的光响应范围相对较窄，通常只在紫外光作用下才具有高效的催化降解性能，实际应用过程中运行成本较高。而纳米钨酸铋（Bi₂WO₆）是具有类钙钛矿板WO₆的层状结构的典型奥里维斯氧化物，其低毒、高效且性能稳定。同时由于Bi₂WO₆禁带宽度较窄，在可见光条件下即可高效去除水中有机污染物，其在水污染处理方面具有重要实用价值。

金属掺杂可通过增加纳米材料可见光响应范围，减少其光生电子-空穴复合，以及调控其能带结构等方面提高纳米材料的光催化活性。基于此，有学者研究具有可见光响应的锰掺杂纳米钨酸铋催化剂。制备方法包括以下步骤：

(1) 利用Na₂WO₄·2H₂O配置1～2 mmol/L的钨酸钠水溶液；

(2)向钨酸钠水溶液中加入MnCl₂·4H₂O和Bi(NO3)₃·5H₂O，反应制备获得锰掺杂纳米钨酸铋的前驱体，其中，Na₂WO₄·2H₂O、MnCl₂·4H₂O、Bi(NO₃)₃·5H₂O三者的摩尔比为2:3:4～ 2:5:4；

(3)将锰掺杂纳米钨酸铋的前驱体转移至带有聚四氟乙烯内衬的高温高压水热反应釜中进行水热反应；

(4)收集步骤(3)中的产物，洗涤、离心、干燥后即获得锰掺杂纳米钨酸铋。

锰掺杂纳米钨酸铋（Mn-Bi₂WO₆）高效光催化剂， 其表面吸附性能和光催化性能均显著强于传统光催化剂二氧化钛（TiO₂）及未掺杂纳米钨酸铋，当水样pH值为中等酸度时（4左右），锰掺杂纳米钨酸铋催化剂的光催化效果将进一步提升，光反应30min内即可完全去除水中有机染料（罗丹明B）同时此催化剂制备原料易获得，制备步骤简单，制备条件温和，易实施，在处理废水中有机染料等方面具有重要的应用价值。

• < 前へ
• 次へ >