[发明专利]一种暴露面{001}TiO2/Bi2WO6的光催化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米光催化技术，尤其涉及的是一种暴露面{001}TiO₂/Bi₂WO₆的光催化材料的制备方法。

背景技术

纳米TiO₂是一种N型半导体材料，由于其具有无毒、物理和化学稳定性强、催化活性高等特点，在光催化降解水溶液中的有机物污染物方面有着巨大的应用前景。然而，TiO₂通常是以稳定的{101}暴露面的形式存在，其较高的电子-空穴对的复合率抑制了其光催化性能。

工业废水中的无机污染物主要有重金属离子，如Hg、Cr、Pb等的离子。大量的研究表明，许多无机物在TiO₂表面具有光催化活性。在Cr6+浓度为80mg/L、体积为100mL的废水中，投加0.7gSiO₂-TiO₂系玻璃作为光催化剂，光照反应体系3h，Cr6+的去除率达99.9％。

制备活性高的{001}面的TiO₂可提高其在紫外光区域的光催化性能，但是在利用太阳光的过程中，紫外光只占到总光强的5％左右，占光强大部分的可见光部分没有得到充分的利用。Bi₂WO₆是具有可见光响应的半导体光催化剂。另外，在光照的过程中Bi₂WO₆也存在电子-空穴对复合率高的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种暴露面{001}TiO₂/Bi₂WO₆的光催化材料的制备方法，提高其光催化活性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明(1)将钛酸四丁酯、氢氟酸和去离子水搅拌后，加入反应釜水热反应后，去离子水反复清洗后烘干获得{001}面的TiO₂；

(2)将硝酸铋和钨酸钠加入去离子水中搅拌，搅拌的过程中缓慢滴入浓硝酸,继续搅拌，形成白色Bi₂WO₆悬浮液；

(3)将步骤(2)的悬浮液加入步骤(1)所制备得到的{001}面的TiO₂，磁力搅拌后加入反应釜水热反应后，用去离子水反复清洗获得TiO₂/Bi₂WO₆复合材料；

(4)将步骤(3)所制备的TiO₂/Bi₂WO₆复合材料在300～400℃下煅烧2～4h，即获得所需的{001}面的TiO₂/Bi₂WO₆光催化剂。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，钛酸四丁酯、氢氟酸和去离子水按体积比25:6:9混合后在器皿中搅拌8～15min后，加入反应釜在150～250℃下水热反应20～30小时后，去离子水反复清洗后烘干获得{001}面的TiO₂。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，钛酸四丁酯、氢氟酸和去离子水在塑料器皿中搅拌。避免氢氟酸腐蚀玻璃器皿。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，硝酸铋和钨酸钠按摩尔比2:1加入100ml去离子水，加入浓硫酸的量为1ml。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，硝酸铋和钨酸钠的搅拌速率1000转/min。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中，磁力搅拌8～15min后加入反应釜在150～200℃下水热反应15～25小时。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中，将步骤(1)制得的{001}面的TiO₂与步骤(2)的Bi₂WO₆按照摩尔比5～1:1混合，得到不同摩尔比的TiO₂/Bi₂WO₆复合材料。

所述步骤(3)中，将步骤(1)制得的{001}面的TiO₂与步骤(2)的Bi₂WO₆按照摩尔比5:1混合。

所述步骤(3)中，将步骤(1)制得的{001}面的TiO₂与步骤(2)的Bi₂WO₆按照摩尔比2:1混合。