[发明专利]一种3D花状Bi2

说明书

本发明公开一种3D花状Bi₂WO₆@CoO异质结光催化剂及其制备方法和应用。是将半导体CoO纳米粒子负载到Bi₂WO₆上制成，其中，按重量百分比，CoO纳米粒子为1～7％。本发明构建了一种新颖的3D花状分级的Bi₂WO₆@CoO(BWC)异质结光催化，该复合材料具有大的比表面积，超高的可见光吸收能力，增强的电子‑空穴对分离效率，相比于单独Bi₂WO₆和CoO，本发明异质结材料展示了增强的催化活性。

技术领域

本发明属于光催化剂领域，特别涉及一种具有3D花状结构的Bi₂WO₆@CoO异质结光催化剂及其制备方法和在光催化氧化四环素及还原Cr(VI)中的应用。

背景技术

近年来，抗生素被广泛应用在医疗及畜牧业等领域，由于人或动物往往不能完全将其代谢吸收，导致了大量抗生素以其原态进入环境水体，造成水体的污染，它不仅会对水生生物造成危害，也会因食物链而威胁着人类的生存健康。

四环素类抗生素是一类广谱抗生素，应用最为广泛。然而，抗生素的滥用也造成了生物体的耐药性，且含抗生素的水体对水生生物及人体有一定的毒害作用，因此，探寻一种净化水中四环素类抗生素的高效方法是十分必要的。

重金属污染对人体健康和环境也造成了严重的威胁。铬，作为一种典型的重金属，是常见的重金属污染物。其中，Cr(VI)是一种致癌物、诱变物和致畸物，然而，Cr(III)毒性较低，是人体必需的微量元素。因此，将废水中的高毒性的Cr(VI)还原为低毒的Cr(III)是一种高效的含铬废水处理技术。

可见光驱动的半导体催化技术，是十分有前景的水处理技术，它利用占太阳光46％的可见光作为光源，具有高效、环保及可持续等优点，且因成本低、操作简单、氧化性强等特点，引起了人们的关注。但是，由于宽带隙半导体材料很难利用太阳光中的可见光部分，且单一半导体材料的光生载流子极容易复合等缺陷，限制了光催化技术的应用。因此，构建具有可见光响应且高电荷分离效率的半导体异质结催化剂是该技术的关键。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计并构建了3D花状Bi₂WO₆@CoO异质结光催化剂，并用于光催化氧化四环素及还原Cr(VI)。

本发明采用的技术方案是：一种3D花状Bi₂WO₆@CoO异质结光催化剂，是将半导体CoO纳米粒子负载到Bi₂WO₆上制成，其中，按重量百分比，CoO纳米粒子为1～7％。

一种3D花状Bi₂WO₆@CoO异质结光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将Bi₂WO₆加入到含有Co(CH₃COO)₂·4H₂O的甲醇溶液中，10～30℃下搅拌60～120min，所得混合物在 30～80℃下蒸发甲醇后，将所得产物烘干，然后在N₂气氛下，于400～450℃下煅烧1-2 h，得3D花状Bi₂WO₆@CoO异质结光催化剂。

进一步的，上述的制备方法，所述Bi₂WO₆的制备方法，包括如下步骤：将 Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于醋酸水溶液中，于室温下搅拌30min，得溶液A；将Na₂WO₄·2H₂O 溶解于水中，得溶液B；将溶液A滴加到溶液B中，混合均匀后，转移至反应釜中，180℃下水热反应16h，所得产物经洗涤、干燥，得Bi₂WO₆。