[发明专利]一种异质结光催化剂的制备方法和用途

说明书

本发明属于半导体材料制备技术领域，特指一种异质结光催化剂的制备方法和用途。称取钨酸锰，硝酸铋和溴化钾，溶于乙二醇与去离子水的混合溶剂中，超声溶解得到前驱体悬浮液，之后转移到水热反应釜中，于烘箱内反应，最后经水洗、过滤、干燥得到MnWO₄/BiOBr异质结材料C。通过调控加入不同钨酸锰、硝酸铋和溴化钾的摩尔比，经水热法和溶剂热法制备出MnWO₄/BiOBr异质结光催化剂，分别考察它们以相同催化剂量(50mg)条件，在可见光照射下对有机污染物(罗丹明B和四环素)(10mg/L)的降解效果，光催化结果显示少量的钨酸锰与溴氧铋复合制备出的MnWO₄/BiOBr异质结光催化剂能够显著提高光催化活性。

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，利用水热法和溶剂热法合成钨酸锰与溴氧铋异质结光催化剂，可用于可见光下降解有机污染物(罗丹明B和四环素)。

背景技术

近年来，半导体光催化技术因其具有高效、节能、污染物降解彻底等优点受到了广泛研究，由于能够最大程度的利用太阳能对有机废水进行降解消除，被认为是当前解决水体污染的理想途径，此项技术是利用半导体光催化剂在特定光源照射下产生具有较高氧化还原能力的光生电子-空穴实现对有机污染物的高效降解消除，因其降解效率高、周期短、成本低廉等优点获得了广泛应用，目前研究最多的半导体光催化剂，如：TiO₂、BiPO₄等紫外光响应材料(紫外光仅占太阳光谱的5％左右)，由于对太阳能利用效率较低，很大程度上限制了半导体光催化技术的发展，因此，开发新型高效的可见光响应的半导体光催化剂是光催化研究领域的热点。

钨酸锰(MnWO₄)作为一种具有可见光响应的半导体材料，因其良好的化学稳定性、合适的带隙能(2.6eV左右)，在光催化降解有机污染物方面引起了科研工作者的关注，然而，单一的MnWO₄材料由于自身对可见光吸收较弱及光照下产生的光生电子-空穴对极易复合，使得MnWO₄对有机污染物的光催化降解效果不理想，因此构建基于MnWO₄的异质结光催化体系来促进光生电子-空穴对的分离及增强光催化降解性能是至关重要的。

溴氧铋(BiOBr)作为一种具有层状结构的Bi系半导体材料，带隙宽度为2.7eV左右，由于其较高的化学稳定性和光催化活性，在有机废水的高效降解方面有着广泛的应用，但是，单一的BiOBr材料对有机污染物的降解效率不高，主要在于BiOBr在可见光激发下产生的光生电子-空穴对极易复合，导致光催化降解性能较低，目前，构建基于BiOBr的异质结光催化体系是提高光催化性能的有效手段，如：CdS/BiOBr、Cu₂O/BiOBr和g-C₃N₄/BiOBr等。

但目前为止，还没有发现MnWO₄和BiOBr复合形成异质结及其光催化应用的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MnWO₄/BiOBr异质结光催化剂的制备方法，该方法以氯化亚锰，钨酸钠，硝酸铋和溴化钾为原料，利用水热法和溶剂热法合成具有可见光响应的钨酸锰与溴氧铋复合光催化剂材料，并应用于可见光下降解有机污染物(罗丹明B和四环素)。

本发明提供的一种可见光响应的MnWO₄/BiOBr异质结光催化剂材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤：

(1)制备钨酸锰：称取氯化亚锰和钨酸钠溶于去离子水中，超声溶解得到悬浮液，然后用氢氧化钠溶液调节PH值到9，之后转移到水热反应釜中，于烘箱内反应，最后经水洗、过滤、干燥得到钨酸锰。

所述的钨酸锰制备是常规技术手段。