[发明专利]g‑C3N4修饰的自掺杂Bi2WO6复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着纳米材料技术的发展，在处理环境中的有机或无机污染物的技术中，半导体光催化技术具有广阔的发展前景。尤其是可见光响应的半导体光催化材料的发展，更进一步促进半导体光催化技术在环境修复领域中的应用。

铋基氧化物由于其独特的层状结构、可控的微观形貌以及良好的可见光响应特性而被广泛应用于可见光催化制氢及去除环境污染物。目前的研究大多集中于以下几种铋系衍生物，如Bi₂O₂CO₃、BiOBr、BiOCl、Bi₂O₃、BiVO₄、Bi₂WO₆等，以及金属修饰的铋氧化物如Ag-BiOBr、Pt-Bi₂WO₆等。目前石墨相的非金属半导体g-C₃N₄由于其优越的可见光响应性能而引起人们的广泛关注。g-C₃N₄的禁带宽度约为2.7eV，主要由一些廉价易得的前驱物（如尿素，三聚氰胺等）通过简单的热缩聚反应制得，然而g-C₃N₄由于其量子产率不高而表现出较低的光催化活性。

构建异质结构的复合半导体可以有效抑制光生载流子的复合，从而改善半导体的光催化活性，是一种有效的半导体改性方法。近年来，g-C₃N₄-TiO₂、g-C₃N₄-Co₃O₄等异质结构的复合半导体相继出现，有效改善了半导体的光催化活性，但上述半导体的电子传递速率较慢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种光催化活性高、稳定、耐腐蚀的g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂及其制备方法和在染料降解中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂，所述g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂以g-C₃N₄为载体，所述g-C₃N₄载体上修饰有自掺杂Bi₂WO₆，所述自掺杂Bi₂WO₆包括Bi₂WO₆纳米片和铋金属粒子，所述铋金属粒子生长在Bi₂WO₆纳米片表面。进一步地，所述g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂为花瓣层级球状结构。

上述g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂，优选的，所述g-C₃N₄与自掺杂Bi₂WO₆的质量比为1～1.5∶1。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种g-C₃N₄修饰的自掺杂Bi₂WO₆复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将g-C₃N₄加入到Bi(NO₃)₃·5H₂O溶液中，得到悬浮液；

（2）将Na₂WO₄·2H₂O溶液加入到所述步骤（1）得到的悬浮液中，得到混合液；