[发明专利]微波水热法制备多孔疏松绒线团状钨酸铋粉体光催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种微波水热法制备多孔疏松绒线团状钨酸铋粉体光催化剂的方法。

背景技术

利用光催化技术可将有机污染物氧化分解成无机物，反应体系在光催化下将吸收的光能转化为化学能，使许多通常情况下难以实现的反应在比较温和的条件下能够顺利进行，尽管它复杂的反应机理目前尚未被认识清楚，但应用方面的研究却成绩斐然，显示了光催化在有机污染物治理领域的良好应用前景。

光催化性是纳米半导体的独特性能之一。传统半导体光催化剂二氧化钛(TiO₂)能带较高，对太阳光的利用率不高。纳米Bi₂WO₆作为一种可见光诱导的新型催化剂，具有良好的可见光响应。1999年，Kudo等首次报道了利用Bi₂WO₆成功分解水产生H₂，之后，Zou等于2004年发现在可见光响应下Bi₂WO₆能够有效地降解氯仿和乙醛等有机污染物。Bi₂WO₆还具有热稳定、光催化稳定、无毒等特点。因此，Bi₂WO₆光催化材料的研究与开发，在环境净化具有潜在的实用价值。

形貌控制一直是纳米材料中的研究热点，而光催化剂的形貌与其光催化性能有着紧密的关系，Bi₂WO₆作为最简单的层状Aurivillius型氧化物，本身具有层状结构，最有利于形成二维结构。控制合成的反应条件来得到复杂的多级结构，进而达到改善其光催化性能的目的成为最近人们研究的热点。

微波水热法结合了微波独特的加热特性和水热法的优点，有其它传统合成技术不可比拟的优点，如反应速度快、合成时间短、反应条件温和、反应效高、产品具有较高的纯度、窄的粒径分布等优点，因此适于推广到大规模的工业生产中去，在合成纳米材料、陶瓷材料等领域里显示了良好的发展态势和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波水热法制备多孔疏松绒线团状钨酸铋粉体光催化剂的方法，该方法反应温度低，反应时间短，效率高、能耗低、成本低廉、对环境友好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微波水热方法制备多孔疏松绒线团状钨酸铋粉体光催化剂的方法，包括以下步骤：

步骤1：按照Bi∶W＝2∶1的摩尔配比称取水溶性铋盐和钨盐溶于去离子水中，配制成溶液，溶液中的铋离子的浓度为0.04～0.2mol/L，钨离子的浓度为0.02～0.1mol/L；

步骤2：调节pH＝1.5～3，室温磁力搅拌使原料混合均匀，得微波水热反应的前驱液；

步骤3：将步骤2所得的前驱液放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再将反应釜放入微波水热反应仪中进行合成反应；

步骤4：待反应完成后，冷却至室温，取出反应釜中的沉淀物，洗涤至中性后，恒温干燥后即得到多孔疏松绒线团状钨酸铋粉体光催化剂。

本发明进一步的改进在于：所述水溶性铋盐和钨盐分别为Bi(NO₃)₃·5H₂O、Na₂WO₄·2H₂O。

本发明进一步的改进在于：步骤3中微波水热反应的条件为：温度为160～200℃下保温反应30～90mins。

4 本发明进一步的改进在于：步骤3中微波水热反应仪的功率为300～500W。

本发明进一步的改进在于：步骤4中采用去离子水和无水乙醇将沉淀物洗涤至中性。

本发明进一步的改进在于：步骤2中室温磁力搅拌1～2小时使原料混合均匀。

本发明进一步的改进在于：步骤4中恒温干燥的温度为80℃。

本发明进一步的改进在于：包括以下步骤：

步骤1：称取Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O放入烧杯中，向烧杯中加入适量去离子水，使Bi(NO₃)₃·5H₂O浓度为0.05mol/L，Na₂WO₄·2H₂O浓度为0.025mol/L；