[发明专利]采用微波水热法制备具有暗态吸附性能的新型Bi2WO6 光催化材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种采用微波水热法制备具有暗态吸附性能的新型Bi₂WO₆光催化材料的方法。

背景技术

近一两年来，光催化领域发展迅猛，每年都有数千篇研究论文发表，研究更多的集中在太阳能制氢与环境友好光催化领域。利用光催化技术可将有机污染物氧化分解成无机物，反应体系在光催化下将吸收的光能转化为化学能，使许多通常情况下难以实现的反应在比较温和的条件下能够顺利进行，尽管它复杂的反应机理目前尚未被认识清楚，但应用方面的研究却成绩斐然，显示了光催化在有机污染物治理领域的良好应用前景。

光催化材料不仅具有分解水制氢的功能，而且具有环境净化功能。利用光催化材料净化空气和水已成为当今世界引人注目的高新环境技术。高性能的新一代光催化材料是扩大光催化环境应用的关键。光催化材料，因为具有操作简便、能耗低、反应条件温和、无二次污染等优点，能有效地将各种废水中的几乎所有有机和无机污染物降解为CO₂、H₂O、PO₄^3-,．SO₄^2-、X^-等无机小分子，达到完全矿化消除污染的目的，所以光催化材料在环保领域中的应用是当前研究的一个重点和热门课题，并已取得一定成绩。

钨酸盐作为一种新型光催化剂具有很好的光学性能以及电子复合中心少的特点。且有研究发现纳米片Bi₂WO₆光催化剂是光稳定的，不存在光腐蚀现象。研究新型纳米片状材料的光催化机理发现，与传统的TiO₂光催化剂光催化反应机理有所不同，在其光催化降解过程中，主要是空穴的直接氧化作用，自由基的作用非常小。Bi₂WO₆光催化剂同时具有很好的紫外和可见光催化性，具有很好的环境净化应用前景。众所周知,反应物的吸附是催化过程的前提步骤，催化剂表面的吸附性能必然影响其催化活性，换而言之，催化剂在暗光条件下对有机染料进行有效地吸附，在未进行光照时已经达到了很好的脱色效果，在进行光催化反应时将更高的实现有机物的降解，达到光催化讲解有机污染物的最终目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用微波水热法制备具有暗态吸附性能的新型光催化材料的方法，该方法反应时间短，工艺简单、效率高、能耗低、成本低廉、对环境友好，且合成的新型光催化材料对有机染料罗丹明B有很强的暗态吸附性能。

为实现上述目的，本发明如下技术方案：

一种微波水热法制备具有暗态吸附性能的新型Bi₂WO₆光催化材料的方法，包括以下步骤：

步骤1：称取Bi(NO₃)₃·5H₂O、Na₂WO₄·2H₂O放入容器中，再将NaN₃、N₂H₄·H₂O和NH₄Cl按照3：1：1的摩尔比加入容器中，再向容器中加入去离子水配制成混合溶液，其中Bi(NO₃)₃·5H₂O浓度为0.1mol/L，Na₂WO₄·2H₂O浓度为0.05mol/L，NaN₃浓度为0.008~0.025mol/L;

步骤2：室温磁力搅拌使原料混合均匀，再放入超声仪中，超声振荡10~30mins得微波水热反应的前驱液;

步骤3：将步骤2所得的前驱液移入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再将反应釜放入微波水热反应仪中，其中反应釜的填充度为40%~60%，设定微波功率为300w，在温度为180℃~240℃下保温60min后停止反应；

步骤4：待反应温度降至室温后，分离出沉淀物，用去离子水和无水乙醇洗涤至中性后，恒温干燥得到粉体。

本发明进一步的改进在于：步骤3中微波水热反应180℃~240℃下保温时间为60mins。

本发明进一步的改进在于：步骤2中溶液混合均匀后放入超声仪中振荡的时间为30mins。

本发明进一步的改进在于：步骤3中微波水热反应温度为180℃。

本发明进一步的改进在于：步骤3中反应釜的填充度为60%。