[发明专利]一种氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明一种氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，将含氮空位的g‑C₃N_4‑x粉体、WCl₆粉体和NaBiO₃粉体分散在无水乙醇中，将前驱液进行原位水热反应，反应体系缺氧，形成还原的反应气氛，导致BiOCl中形成氧空位，同时生成含氧空位的非化学计量比的WO_2.92，并且g‑C₃N_4‑x中氮空位捕获电子促使WO₃还原为非化学计量比的WO_2.92；步骤2，将反应液中的沉淀物洗涤后干燥，得到氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂，在可见光照射下可实现光催化NO深度氧化，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化剂材料制备技术领域，具体为一种氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业的快速发展导致空气污染愈发严重，严重影响了人类社会的可持续发展和人们的身体健康。光催化技术可用于治理空气污染，效果良好，并且以太阳光为驱动力成本低廉，具有明显的优势。

光催化NO去除，反应期间有毒的NO₂气体以及HNO₂是主要的中间产物，会产生二次污染。因此，需要提高NO向最终产物HNO₃转化率。此外，未经活化的NO分子很难在结晶良好的光催化剂粉体表面吸附和活化，这对于ppb水平NO的去除是不利的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂及其制备方法和应用，操作简单，制备的g-C₃N_4-x/BiOCl/WO_2.92异质结光催化剂含有大量的氮空位和氧空位，在可见光照射下可实现NO的深度氧化。

为达到上述目的，本发明的制备方法如下：

一种氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将含氮空位的g-C₃N_4-x粉体、WCl₆粉体和NaBiO₃粉体分散在无水乙醇中，得到前驱液，将前驱液进行水热反应，所述的前驱液中Bi元素和Cl元素的摩尔比为(0.15-0.5):1，得到反应液；

步骤2，将反应液中的沉淀物洗涤后干燥，得到氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂。

优选的，步骤1中含氮空位的g-C₃N_4-x粉体和WCl₆粉体的质量比为(0.50-1.33)：1。

优选的，步骤1中先将含氮空位的g-C₃N_4-x粉体和WCl₆粉体分散到无水乙醇中，再依次搅拌、超声，得到蓝色的悬浊液，最后在搅拌的同时将NaBiO₃粉体分散到蓝色的悬浊液中，搅拌后得到所述的前驱液。

优选的，步骤1中水热反应的填充比为65％-80％。

优选的，步骤1中所述的水热反应在140-180℃下进行。

进一步，步骤1中的水热反应在所述温度下进行10-18h。

一种氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂，由上述任意一项所述的氮化碳/氯氧化铋/氧化钨异质结光催化剂的制备方法得到。

进一步，g-C₃N_4-x中含氮空位，BiOCl和WO_2.92中含氧空位，该异质结光催化剂在可见和近红外光范围内具有光吸收特性。