[发明专利]一种Bi2MoO6光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Bi2MoO6光催化剂及其制备方法和应用。本发明合成方法简单高效，成本低廉，所制备的Bi2MoO6光催化剂不仅在氧空位处具有电子聚集效应，而且可以吸附二氧化碳，降低反应的活化能；另外Bi烯和带氧空位的Bi₂MoO₆之间组成的欧姆接触，可以实现近乎零电阻的电荷转移，该催化剂能有效提高载流子的分离和迁移效率，具有良好的光催化二氧化碳还原的性能，有利于实现我国提出的碳达峰和碳中和的战略目标，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于能源环境及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种Bi2MoO6光 催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术是利用太阳能将二氧化碳和水人工光催化转化为有价值的碳氢 化合物，将二氧化碳氧化还原成碳氢燃料是一种绿色可持续的能源再生过程， 对环境保护至关重要。通过利用光催化技术，将二氧化碳氧化还原成其他碳氢 产物，不仅可以减轻大气中的二氧化碳的浓度，还提供了一种新的储能方式。 一氧化碳和甲烷等碳氢燃料作为一种或多种高附加值的化学燃料，它比传统化 石燃料的使用具有很多优点。例如，清洁无污染，原料易得，价格低廉，高能 量密度等优点。

然而传统的光催化材料，太阳能利用率低，载流子分离困难，二氧化碳活 化能较高，阻碍催化反应的进行；另外传统的光催化材料缺乏高活性位点和低 的电荷转移效率。因此二氧化碳光还原的实际应用需要设计可以降低二氧化碳 还原活化能，同时能有效实现电荷大量转移的催化剂。

带氧空位的催化剂一方面可以捕获更多的电子，作为电荷分离中心。另一 方面，带氧空位的催化剂可以产生局部极化现象，吸附更多的二氧化碳，从而 降低二氧化碳的活化能，使反应更容易进行。Bi烯和带氧空位的Bi₂MoO₆形成 的欧姆接触，由于中间内建电场的强交互作用，使电荷可以近乎零电阻的实现 转移，很好的实现载流子的分离和转移，能效提高光催化性能。

发明内容

本发明的目的主要是克服上述背景技术的不足，提供一种Bi2MoO6光催化 剂的制备方法。该材料具有吸附二氧化碳并降低其活化能的作用，而且可以有 效的实现电荷的捕获和载流子的分离，光催化二氧化碳还原性能高，循环使用 寿命长，应用前景广阔。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种Bi2MoO6光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)首先将大尺寸的Bi球经过细胞破碎机进行破碎处理，然后加入去离 子水进行离心洗涤数次，最后取1/4上清液得Bi烯；

(2)将铋盐置于容器中，然后加入还原性溶剂，搅拌至混合均匀得溶液A；

(3)将钼盐置于反应釜中，然后加入还原性溶剂，搅拌至混合均匀得溶液 B；

(4)在不断的搅拌下，将溶液A逐滴加入溶液B中，之后搅拌反应一定时 间得溶液C；

(5)向溶液C中加入还原性溶剂，乙二醛和步骤(1)合成的Bi烯，搅拌 混合均匀后将反应釜置于烘箱中加热保温，反应完成后产物经过洗涤、离心、 干燥后即得所述光催化剂。

优选的，所述大尺寸的Bi球的直径为5-10微米。

优选的，步骤(2)中，所述铋盐为选自高氯酸氧化铋、硝酸铋、硫酸铋、 乙酸铋、次碳酸铋或三氯化铋中的一种或多种；所述铋盐的摩尔质量为0.1-2 mmol。进一步优选的，铋盐的摩尔质量为0.6-0.8mmol。

优选的，步骤(3)中，所述钼盐为选自钼酸钠、钼酸铜、钼酸铁、钼酸锌、 钼酸铵或钼酸钴中的一种或多种；所述钼盐的质量为0.2-4mmol。进一步优选的， 钼盐的摩尔质量为1.2-1.6mmol。