[发明专利]一种可循环使用且能高效降解苯酚的光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体光催化领域，特别是一种可循环使用且能高效降解苯酚的光催化剂的制备方法。

背景技术

苯酚及其衍生物已经广泛地应用于合成橡胶、纤维、塑料、医药、农药、染料、涂料等各种化工行业中，然而这些有机物在环境中很难被降解，事实上此类有机物的高毒性和高至畸性已经威胁到了人类与生态的健康。早在1976年,美国环境保护署已经将苯酚及其衍生物确定为优先污染物，但社会的快速发展却增大了对此类物质的需求，因此亟待需要寻求一种成本低廉、环境友好的处理方法来去除环境中的苯酚及其衍生物。

光催化技术作为一种高级氧化技术，能够有效地降解水中多种有机物，成本低廉且不会造成二次污染，因此该技术受到越来越多的关注。目前应用最多的光催化剂是TiO₂，然而TiO₂在降解水中有机物时存在很多缺陷，如价带过宽、不易从反应体系中分离、易造成二次污染、不利于循环使用等，这都限制了TiO₂更广泛的应用。寻求制备可循环使用且能高效降解有机污染物的光催化剂，成为现在光催化研究领域面临的一大难题。Bi₂WO₆具有独特的物理和光化学性质，在光催化降解有机污染物上表现出了巨大的潜力。因此，越来越多的课题组致力于研究Bi₂WO₆光催化剂的制备和应用，但诸多合成的Bi₂WO₆光催化剂都应用于降解水中的有机染料，对于苯酚的降解研究很少。甚至有些Bi₂WO₆光催化不能实现多次回收循环使用，稳定性能很差。因此迫切需要研究制备一种可回收循环使用且对苯酚及其衍生物具有高效催化活性的Bi₂WO₆光催化剂。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种可循环使用且能高效降解苯酚的光催化剂的制备方法，能够制备具有良好稳定性和高催化活性的Bi₂WO₆光催化剂的方法，这种催化剂不仅对苯酚有较高的催化活性，稳定性良好，而且易于从反应体系中回收循环利用。

本发明的技术方案：

一种可循环使用且能高效降解苯酚的光催化剂的制备方法，所述光催化剂的分子式为Bi₂WO₆，步骤如下：

1）将Na₂WO₄·2H₂O溶于去离子水中，Na₂WO₄·2H₂O与去离子水的用量比为0.016-0.017g/mL，然后加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），Na₂WO₄·2H₂O与PVP的质量比为16-17：1，搅拌得到透明溶液A；

2）将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于浓度为1.0mol/L的HNO₃溶液中，Bi(NO₃)₃·5H₂O与HNO₃溶液的用量比为0.047-0.05g/mL，搅拌得到透明溶液B；

3）在强力搅拌下，将透明溶液B逐滴加入到透明溶液Ａ中，Na₂WO₄·2H₂O与Bi(NO₃)₃·5H₂O的用量比按W与Bi的元素比计为1:2，搅拌30min，得到混合液；

4）将上述混合液转移至聚四氟乙烯为内胆的反应釜中，180°C水热条件下恒温反应16h；

5）反应结束后得到浅黄色沉淀，分别用去离子水和无水乙醇洗2-3遍，将洗涤产物自然风干，即可制得目标物Bi₂WO₆光催化剂。

本发明的优点是：

1）该方法制备的Bi₂WO₆光催化剂在紫外光下对苯酚有较高的催化活性，其效果明显高于P25TiO₂对苯酚的催化降解；

2）该方法制备的Bi₂WO₆光催化剂易于从反应体系中分离，稳定性能良好，可以循环使用；