[发明专利]一种CeO2/Bi2WO6/MgAl‑LDH复合光催化剂及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201610131007.6 | 申请日： | 2016-03-08 |
| 公开（公告）号： | CN105642275B | 公开（公告）日： | 2018-03-23 |
| 发明（设计）人： | 李嘉;李健;宋鹏;左敏;杨萍;刘世权 | 申请（专利权）人： | 济南大学 |
| 主分类号： | B01J23/31 | 分类号： | B01J23/31;B01J35/06;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30 |
| 代理公司： | 济南泉城专利商标事务所37218 | 代理人： | 贾波 |
| 地址： | 250022 山东*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 ceo sub bi wo mgal ldh 复合 光催化剂 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明涉及一种应用于污水光催化降解方面的复合光催化剂，具体涉及一种木棉为生物模板的CeO2/Bi2WO6/MgAl-LDH复合光催化剂及其制备方法和在光催化降解酸性品红方面的应用。
背景技术
光催化氧化是以N型半导体的能带理论为基础。N型半导体吸收能量大于禁带宽度的光子后，受激进入导带，同时在价带和导带上产生光致空穴。光生电子和空穴具有较强的氧化还原能力，可降解有机污染物。光催化剂的光催化活性主要取决于其能带结构和比表面积。氧化铈是一种较常见的光催化剂，其具有较好的光催化活性和热稳定性。传统的CeO2光催化剂由于其较宽的禁带宽度（Eg=2.94 eV），只能响应波长小于420 nm的紫外光（约为太阳光的5%）。为了实现太阳能的充分利用，构建具有窄禁带宽度、分级多孔结构、响应可见光的光催化剂具有重要意义。复合不同半导体，利用不同半导体导带和价带能级的差异形成异质结是提高光生电子-空穴对分离效率的有效途径之一。Bi2WO6 的禁带宽度为2.7 eV，当Bi2WO6与CeO2半导体复合，在紫外光的照射下，电子从CeO2和Bi2WO6 两相的导带上同时被激发，由于CeO2的价带电势比Bi2WO6的更高，空穴会从CeO2向Bi2WO6迁移， 而CeO2导带的电子难以迁移，因此电子空穴对得到了有效的分离。双层氢氧化物（LDHs）具有独特的层状结构，层面上富集羟基，且由于存在离子取代，层面带负点，因此可通过静电吸引和离子取代，吸附有机离子团。基于此考虑，本发明利用木棉为模板，制备了CeO2/Bi2WO6/MgAl-LDH复合光催化剂，其中MgAl-LDH可有效吸附溶液中的有机离子团，MgAl-LDH周围的CeO2/Bi2WO6进而将这些有机离子团光催化降解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有强催化活性的CeO2/Bi2WO6/MgAl-LDH复合光催化剂及其制备方法和应用。
本发明采用以下技术方案：
一种CeO2/Bi2WO6/MgAl-LDH复合光催化剂，其特征在于，其以木棉为模板，微观上单根纤维是由CeO2纳米颗粒、Bi2WO6纳米片、MgAl-LDH纳米片组成；所述Bi2WO6和MgAl-LDH均为层片状结构，两者交叠穿插生长。
一种CeO2/Bi2WO6/MgAl-LDH复合光催化剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）木棉的预处理：取适量木棉与20 wt%的NaOH 按一定比例混合，室温下静止一段时间，过滤干燥；
（2）以木棉为模板制备CeO2：取适量预处理后的木棉，浸泡到一定浓度的硝酸铈-乙醇溶液中，静置；取出浸渍后的木棉80 ℃烘干，最后经马弗炉500 ℃煅烧0.5 h，制得CeO2；
（3）取一定量的硝酸铝、硫酸镁及尿素混合后溶于60 mL的蒸馏水中，加入适量步骤（2）中制得的CeO2，经磁力搅拌20 min后装入100 mL的反应釜，在恒温箱中于160 ℃保温16 h，待冷却后过滤洗涤烘干，制得CeO2/MgAl-LDH；
（4）取适量硝酸铋溶解到2.5 mL 20wt%的硝酸溶液中，配得溶液A；取适量钨酸钠溶解到20 mL的乙二醇中，配得溶液B；将溶液B倒入溶液A中，磁力搅拌1 h后得到均匀溶液，随后用浓度为0.1 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至7.5；
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