[发明专利]一种金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂的制备方法及其应用

权利要求书

1.金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂在光催化还原O₂合成H₂O₂中的应用，其特征在于：在λ≥400 nm可见光、室温、O₂平衡条件下，在反应器中加入去离子水、空穴牺牲剂和金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂进行反应即可合成H₂O₂，所述金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂的具体制备过程为：以溶剂热法合成并经过煅烧的钨酸铋为半导体光催化材料，通过化学沉积法将金纳米粒子负载在半导体光催化材料表面制备得到目标产物金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂具体制备步骤为：

步骤S1：将0.66 g Na₂WO₄·2H₂O溶于30 mL乙二醇得到无色透明溶液A，将1.94 g Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于70 mL乙二醇得到乳白色混浊溶液B，再将溶液A逐滴滴加到溶液B中，搅拌60 min，于180^oC水热反应20 h，自然冷却后经过滤、烘箱60^oC彻夜干燥，再置于马弗炉中在空气气氛下于400^oC退火4 h，得到淡黄色粉末状钨酸铋样品；

步骤S2：将2.1-20.9 mg HAuCl₄·4H₂O溶于50 mL高纯水中，再用0.1 mol·L^-1 NaOH溶液调节pH至7.0，然后加入0.5 g步骤S1得到的淡黄色粉末状钨酸铋样品，于80^oC剧烈搅拌3h，经离心分离、高纯水洗涤、60^oC干燥后，置于马弗炉中在空气气氛下于400^oC煅烧2 h得到金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：步骤S2中所述HAuCl₄·4H₂O与钨酸铋的质量百分比为0.2%-2%。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述空穴牺牲剂为甲醇、乙醇或异丙醇，去离子水与空穴牺牲剂的体积比为95:5。

5. 根据权利要求1所述的应用，其特征在于具体过程为：在反应器中加入95 mL去离子水、5 mL空穴牺牲剂甲醇和0.1 g金纳米粒子修饰的钨酸铋半导体光催化剂，在黑暗条件下先通10 min O₂，流速为400 mL/min，获得O₂平衡环境后，该催化系统由λ≥400 nm的可见光连续辐照1 h，最终合成H₂O₂的产率为63.37 μmoL。