[发明专利]一种具有立方结构的Bi2WO6光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于Bi₂WO₆光催化剂的合成技术领域，具体涉及一种具有立方结构的Bi₂WO₆光催化剂的制备方法。

背景技术

随着日益加重的环境污染，利用光催化技术治理环境问题已成为近年来最活跃的研究领域之一。光催化技术对环境污染的降解具有能耗低、净化条件温和和无二次污染等优点而备受重视。在众多的半导体光催化材料中，作为一种新型的光催化材料Bi₂WO₆因其较窄的禁带宽度(约2.7eV)，能被可见光激发并在可见光下具有较高的催化活性和较高的有机物降解能力而引起了越来越多的关注。因此，Bi₂WO₆光催化材料的研究将为光催化去除和降解有机污染物开辟一条新的途径，在环境净化和新能源开发方面具有非常重要的实用价值。

众所周知，光催化剂的性能与其结构、形貌和结晶性相互联系，因此寻找一种具有特殊结构且光催化性能优良的钨酸铋光催化剂的制备方法变的尤为重要。仿生合成技术是以生物大分子或生物有机质自组装体为模板，对无机物的成核和生长进行调节，进而合成出具有不同微观形貌的纳米功能材料。在众多的生物模板剂中，L-赖氨酸具有无毒和良好的生物相容性等优点，是一种应用前景十分广阔的模板剂。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单、反应速率快、产率较高且晶体形貌可控的具有立方结构的Bi₂WO₆光催化剂的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种具有立方结构的Bi₂WO₆光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）以硝酸铋(Bi(NO₃)₃·5H₂O)、钨酸钠(Na₂WO₄·2H₂O)、L-赖氨酸和去离子水为原料，分别将硝酸铋和钨酸钠与去离子水配制成硝酸铋水溶液和钨酸钠水溶液，然后在搅拌的条件下将L-赖氨酸加入到钨酸钠水溶液中形成混合溶液，其中L-赖氨酸与钨酸钠的摩尔比为0.5-2:1；（2）在搅拌的条件下，将硝酸铋水溶液加入到步骤（1）得到的混合溶液中并混合均匀，其中硝酸铋与钨酸钠的摩尔比为2:1，再用硝酸调节反应体系的pH值为0.5-3，然后将所得的混合溶液移至微波水热反应釜中于140-180℃保持5-30分钟；（3）反应结束后经冷却、离心、洗涤、干燥后得到具有立方结构和高催化活性的Bi₂WO₆光催化剂。

进一步限定，步骤（1）所述的钨酸钠水溶液和硝酸铋水溶液中钨酸钠和硝酸铋的摩尔浓度分别为0.1-0.3mol/L。

本发明与现有技术相比具有以下显著优点：1、所制备的Bi₂WO₆光催化剂的形貌为立方结构，具有良好的结晶性和良好的光催化活性；2、形貌调控剂为无毒且具有良好的生物相容性；3、制备方法简单，反应速率快，产率高且易于控制。

附图说明

图1为本发明实施例2制得的Bi₂WO₆光催化剂的扫描电镜图，图2为300W的氙灯照射下，本发明实施例2制得的钨酸铋（Bi₂WO₆-L-赖氨酸）光催化剂和不使用L-赖氨酸制备钨酸铋（Bi₂WO₆）对罗丹明B降解对比曲线（操作条件：催化剂量：0.5g/L；罗丹明B的浓度：50mg/L）。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

（1）配制摩尔浓度为0.1mol/L的钨酸钠水溶液20mL，在搅拌条件下将0.18g L-赖氨酸加入到钨酸钠水溶液中混合均匀得到混合溶液，然后配制摩尔浓度为0.1mol/L的硝酸铋水溶液40mL；

（2）在搅拌的条件下将硝酸铋水溶液逐滴加入到混合溶液中，用硝酸调节反应体系的pH值为0.5，然后将所得的混合溶液转移至微波水热反应釜中于140℃保持30分钟；