[发明专利]铁酸锌/钨酸铋复合催化剂及其制备方法与在废气处理方面的应用

说明书

本发明公开了铁酸锌/钨酸铋复合催化剂及其制备方法与在废气处理方面的应用；以六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O），九水合硝酸铁（Fe(NO₃)₃·9H₂O）聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K90）为原料，并以N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，通过静电纺丝和高温煅烧法制备铁酸锌（ZnFe₂O₄）纳米纤维；以五水硝酸铋（Bi(NO₃)₃·5H₂O）和二水钨酸钠（Na₂WO₆·2H₂O）为铋源和钨源，将其溶解在无水乙醇（Ethanol）和乙二醇（Ethylene glycol）的混合溶剂中，再将ZnFe₂O₄纳米纤维加入上述混合溶液中，通过加热反应制备Bi₂WO₆纳米片生长在ZnFe₂O₄纳米纤维，得到ZnFe₂O₄/Bi₂WO₆纳米复合材料，为铁酸锌/钨酸铋复合催化剂。本发明ZnFe₂O₄/Bi₂WO₆纳米复合光催化剂促进了Bi₂WO₆和ZnFe₂O₄两者中光生载流子的分离效率，有效地增加光生电荷的存活寿命，促进其光催化活性。

技术领域

本发明属于无机功能材料技术领域，具体涉及一种铁酸锌/钨酸铋（ZnFe₂O₄/Bi₂WO₆）复合催化剂的制备方法及其对废气处理方面的应用。

背景技术

随着社会经济和工业化的迅速发展，工业排放的废气污染日益严重，给人类以及动植物带来很大危害。此外，废气还导致酸雨，酸雾以及光化学烟雾等环境污染。所以，寻找廉价、高效、节能的方法降解处理废气，已成为环境研究的热点问题。目前来说，半导体光催化技术具有无毒，降解效率高，氧化还原能力强等优点，被认为是处理废气污染的最经济有效的方法之一。在现行的多种光催化剂中，Bi₂WO₆是一种被广泛研究的氧化物半导体光催化剂，然而Bi₂WO₆同样具有自身的不足例如光照后产生的光生电子和空穴容易快速重组。因此，需要研发新的方法对Bi₂WO₆进行不同的修饰方式，进一步提高光催化活性。

发明内容

本发明目的是提供一种能够对可见光响应的纳米复合材料ZnFe₂O₄/Bi₂WO₆及其制备方法以及对废气的可见光催化降解。将Bi₂WO₆纳米片光催化剂，通过溶剂热的方式将其修饰到ZnFe₂O₄纳米纤维上，从而得到ZnFe₂O₄/Bi₂WO₆纳米复合材料，并对废气进行光催化降解，以达到对废气的有效处理。

为了达到上述目的，本发明具体技术方案如下：

铁酸锌/钨酸铋复合催化剂，其制备方法包括以下步骤，将ZnFe₂O₄纳米纤维加入含有铋盐、钨盐的溶液中，加热反应，得到铁酸锌/钨酸铋复合催化剂。