[发明专利]一种钨酸铋/氮化碳/磷酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钨酸铋/氮化碳/磷酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用，以微波水热合成的Bi₂WO₆粉体和BiPO₄粉体以及由三聚氰胺和尿素共烧获得的C₃N₄粉体为原料，甲醇为溶剂，用超声法搅拌法两步合成Bi₂WO₆/BiPO₄/C₃N₄复合光催化剂，该方法所制备的复合粉体结晶度高，组分间形成异质结结构，复合过程在室温下进行，反应条件温和，光催化性能有明显提升，在光催化降解有机污染物方面有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种Bi₂WO₆/C₃N₄/BiPO₄复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

Bi₂WO₆的禁带宽度约为3eV，具有良好的可见光响应，是一种新型的可见光催化材料，可用于降解工业废水中的有机污染物。Bi₂WO₆在受到可见光照射时，电子能从价带跃迁至导带，在价带上留下空位，光生电子和空穴与O₂和表面OH^-结合，形成具有氧化性的超氧自由基·O₂^-和羟基自由基·OH等，超氧自由基和羟基自由基能分解水中的有机物分子，达到降解的效果。C₃N₄也是一种窄禁带的光催化材料，其禁带宽度约为2.7eV，对可见光具有良好的响应，并且具有片层状结构，有一定的吸附性能。BiPO₄禁带宽度约为4eV，是一种宽禁带半导体，对紫外光有良好的响应，但对可见光几乎没有响应。Bi₂WO₆和C₃N₄的禁带宽度较小，电子-空穴容易发生复合，目前还没有将Bi₂WO₆、C₃N₄和BiPO₄结合起来制备Bi₂WO₆/C₃N₄/BiPO₄复合光催化剂的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钨酸铋/氮化碳/磷酸铋复合光催化剂的制备方法，该方法能够制备出具有良好的光催化效果的Bi₂WO₆/C₃N₄/BiPO₄复合光催化剂，可用于有机污染物降解和其他光催化等方面。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钨酸铋/氮化碳/磷酸铋复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按摩尔比为1:2将Na₂WO₄和Bi(NO₃)₃溶于去离子水中，搅拌均匀，得到混合溶液A，混合溶液A依次经超声分散和磁力搅拌后移至水热反应釜中，进行微波水热反应，反应结束后将产物静置分层，对下层的沉淀物进行洗涤、干燥，得到Bi₂WO₆粉体；

步骤2：按质量比为1:(1~1.5)将三聚氰胺和尿素混合均匀后加入去离子水中，得到混合物，对混合物进行搅拌反应，反应结束后将产物烘干并研磨，再在马弗炉中煅烧，将煅烧产物磨细，得到C₃N₄粉体；