[发明专利]一种氯氧化铋/钨酸铋纳米催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氯氧化铋/钨酸铋纳米催化剂及其制备方法和应用，该制备方法包括以下步骤：(1)将硝酸铋溶解于稀盐酸溶液中，经搅拌后，得溶液A；(2)将钨酸钠溶解在水中，经搅拌后，得溶液B；(3)将溶液B加入溶液A中，经搅拌后，得溶液C，(4)将溶液C于160℃～200℃反应6～24h，其后冷却至室温，再取出产物离心洗涤、干燥，即得。本发明的氯氧化铋/钨酸铋纳米催化剂结构稳定、制备方法简单、原料价格低廉、反应条件可控、在不同环境下均表现出优良的光催化性能以及很好的循环性能保持性，拓宽了单一氯氧化铋和单一钨酸铋的可见光响应范围。

技术领域

本发明属于半导体纳米光催化材料技术领域，具体涉及一种氯氧化铋/钨酸铋纳米催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

挥发性有机化合物(VOC)对人类健康和环境极为有害。近年来，研究人员一直致力于寻找有效去除挥发性有机化合物的方法。化学氧化、吸附、臭氧氧化和光催化氧化已被证明是去除VOC的有效方法。其中光催化氧化是一种利用太阳能降解污染物的绿色清洁技术，引起了研究人员的关注。

光催化材料可以在光照下被激发产生空穴-电子对，并与周围环境中的水和氧气反应产生超氧自由基和羟基自由基，这些具有氧化能力的自由基是降解污染物的重要活性物质。

TiO₂作为一种优良的光催化材料已被广泛研究。然而，已经发现TiO₂只适用于紫外光条件下，且其在降解VOC时很容易失活，这极大地限制了其应用。除TiO₂外，还有二元氧化物、硫化物、卤氧化铋、钨酸盐和钛酸盐等优良的光催化材料可供选择。其中，钨酸盐因其自激活荧光效应、优异的化学稳定性以及光学特性而进入科研工作者的视野。

Bi₂WO₆作为一种新型的可见光驱动半导体材料，具有独特的层状结构，良好的光电性能，作为一种研究最多的钙钛矿型氧化物，由于光生载流子易重组和易失活的特性使得Bi₂WO₆在环境净化领域受限。而光催化剂BiOCl禁带宽度较宽，约为3.4eV，仅能吸收太阳光谱中能量约为5％的紫外光，导致其光催化降解气态污染物效率低。为此，科研工作者提出通过制备复合材料，形成异质结对Bi₂WO₆进行改性而弥补本身存在的缺点，实现它在光催化领域的运用。

常见的制备BiOCl/Bi₂WO₆复合光催化剂的方法有水热法、溶胶凝胶法、微乳液法和静电纺丝法。专利【CN109731585A】中通过水热法制备BiOCl/Bi₂WO₆复合材料的过程中用到了WCl₆、异丙醇、三乙醇胺、十二胺以及钨酸铋等试剂，步骤较为繁琐，会使用到低毒化学药品异丙醇和三乙醇胺。其中异丙醇属于第三类危险品易燃液体，高浓度下有致昏迷、麻醉恶心等风险。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种氯氧化铋/钨酸铋纳米催化剂及其制备方法和应用，以解决现有制备方法步骤复杂、具有一定危险等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种氯氧化铋/钨酸铋纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硝酸铋溶解于稀盐酸溶液中，经搅拌后，得溶液A；

(2)将钨酸钠溶解在水中，经搅拌后，得溶液B；

(3)将溶液B加入溶液A中，经搅拌后，得溶液C；

(4)将溶液C于160℃～200℃反应6～24h，其后冷却至室温，再离心洗涤、干燥，即得。