[发明专利]一种铋钨钴多酸盐与氮化碳复合光催化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种铋钨钴多酸盐与氮化碳复合光催化材料及其制备方法和应用，属于光催化材料技术领域。本发明设计与制备了一种铋钨钴多酸盐与氮化碳复合而成的复合光催化材料，为Na_3.5Co₄[Bi₂Co₂W_19.75O₇₀(H₂O)₆]·39.5H₂O/g‑C₃N₄(简称BiWCo/g‑C₃N₄)。合成方法：首先通过Na₉[BiW₁₁O₃₈]多酸盐与乙酸钴制备铋钨钴多酸盐Na_3.5Co₄[Bi₂Co₂W_19.75O₇₀(H₂O)₆]·39.5H₂O，后再与g‑C₃N₄复合制得BiWCo/g‑C₃N₄复合光催化材料。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种铋钨钴多酸盐与氮化碳复合光催化材料及其制备方法和应用。

背景技术

化石能源是当代社会发展、科技进步必不可少的能源基础。但是人类对煤炭、石油以及天然气等不可再生能源的大规模开发和利用，对地球自然环境造成了严重污染，由此带来全球变暖等人为导致的间接气候灾害；而且对化石能源的严重依赖与大规模开发利用导致了化石能源等不可再生资源匮乏等问题。因此，未来的能源方向将持续转向于清洁、可持续新能源的开发，以此逐步取代化石能源。氢气，作为可再生能源的一种，具有高的燃烧值；且燃烧产物是无污染的水，对环境友好；其可通过水分解制备得到，绿色可再生。相比于工业电解水而言，光催化技术可利用太阳能进行能源转化，实现光催化水分解产生氢气。将分散的太阳能转换为能量密度高的氢能源，这为解决人类能源短缺，实现能源转型与社会可持续发展提供一种新的策略。

多金属氧酸盐(简称POMs)，简称多酸，是由前过渡金属通过与氧原子配位组成的纳米尺寸无机金属含氧簇化合物。多酸的组成和结构可调节，具有可逆的氧化还原能力，且能经过多次氧化还原反应后保持自身性质稳定，有利于光催化反应过程中的电子传输与分离。多酸具有与金属氧化物半导体相似的能带结构，具有合适的禁带宽度，常被用于与其他半导体材料复合，形成吸光能力强、光催化效率高的多酸基复合光催化材料。

氮化碳(g-C₃N₄)是一种新型非金属半导体材料，具有良好的光捕获能力和电子传输性能，符合光催化反应发生的基础。g-C₃N₄制备简单，产量高，不溶于水，其大比表面积可提供更多的反应活性位点，有利于光催化反应持续进行。与二氧化钛等传统半导体材料相比，g-C₃N₄具有更宽的能带结构，优异的热稳定性，无毒，对环境友好等优点，使其成为光催化领域的热点研究材料之一。

现有技术中，POMs与g-C₃N₄均存在光催化效率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铋钨钴多酸盐与氮化碳复合光催化材料及其制备方法和应用。本发明制得的铋钨钴多酸盐与氮化碳复合光催化材料光催化效率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：