[发明专利]磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法，该复合光催化材料包括由多壁碳纳米管和钨酸铋复合形成多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料，其上负载有磷酸银，磷酸银的质量百分含量为0.15～0.3。其制备方法包括制备多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料以及在其上负载磷酸银。本发明复合光催化材料具有稳定性强、光响应范围宽、电子‑空穴对分离效率高、光催化性能优异、环境友好等优点，有着很好的应用价值和应用前景，其制备方法具有反应条件温和、工艺流程简单、绿色环保、能耗低、产率高等优点，适合于大规模制备，便于工业化利用，在合成功能材料领域展现了良好的发展势态和广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种多电子转移通道光催化材料及其制备方法，具体涉及一种磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

随着环境污染和能源短缺问题的日趋严重，寻找一种既可用于环境治理又可用于清洁能源制备的新技术，已成为一项紧急而急迫的任务。光催化技术利用太阳能为我们提供了一种理想的治理环境污染和制备清洁能源的方法，因此备受人们的关注，成为一种极具应用前景的技术。

众所周知，光催化技术研究的关键是光催化剂。近年来钨酸铋因其优异光稳定性、无毒、良好的光催化活性而备受关注，钨酸铋具有较窄带间隙(2.8eV)，因此在紫外-可见光区域表现出更为良好的光响应性。然而，钨酸铋的实际应用仍受到电子-空穴对快速复合和光响应范围有限的限制。为了解决这一问题，提出了掺杂、贵金属加载、异质结结构等多种方法。其中，构建异质结被认为是最有效的方法。现有的钨酸铋异质结大多基于构建单个的电荷转移体系来克服多壁碳纳米管电子-空穴对复合速率快的缺点，但是单个电荷转移体系并不能满足电荷分离效率高的需求；同时它们的制备方法大多存在能耗大、产率低的缺点。因此，构建一种具有多电荷转移体系、光吸收范围宽的钨酸铋异质结以及获得一种简单、绿色、能耗低和产率高的钨酸铋异质结的制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种稳定性强、光响应范围宽、电子-空穴对分离效率高、光催化性能优异、环境友好的磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料，还提供了一种反应条件温和、工艺流程简单、绿色环保、能耗低、产率高的磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料，所述磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料包括磷酸银、多壁碳纳米管和钨酸铋，所述多壁碳纳米管和钨酸铋复合形成多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料，所述多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料上负载有磷酸银；所述磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料中磷酸银的质量百分含量为0.15～0.3。

上述的磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料，进一步改进的，所述多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料中多壁碳纳米管的质量百分含量为0.005～0.03。

作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种上述磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将多壁碳纳米管与铋盐硝酸溶液中混合，超声，加入钨酸盐溶液，搅拌，所得多壁碳纳米管/钨酸铋前驱混合液进行水热反应，得到多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料；

S2、将步骤S1得到的多壁碳纳米管/钨酸铋复合材料与去离子水混合，加入磷酸盐溶液，搅拌，加入硝酸银溶液进行反应，过滤，干燥，得到磷酸银/多壁碳纳米管/钨酸铋复合光催化材料。

上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述多壁碳纳米管、铋盐硝酸溶液、钨酸盐溶液的比例为0.005g～0.03g∶42mL∶42mL；所述铋盐硝酸溶液中铋盐的浓度为0.02mol/L～0.07mol/L；所述钨酸盐溶液中钨酸盐的浓度为0.01mol/L～0.035mol/L；所述铋盐硝酸溶液中的Bi与钨酸盐溶液中的W的摩尔比为2∶1。