[发明专利]一种球状Bi2

说明书

本发明公开了一种球状Bi₂S₃光催化材料的制备方法，属于光催化材料的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：一种球状Bi₂S₃光催化材料的制备方法，具体包括球状Bi₂WO₆的制备和球状Bi₂S₃光催化材料的制备等步骤，该球状Bi₂S₃光催化材料是由直径40‑50nm、长度200‑250nm的Bi₂S₃纳米棒堆积而成的粒径为3‑5μm的球状颗粒。本发明采用水热法和离子交换法合成球状Bi₂S₃光催化材料，其具有较大的比表面积，从而展现出较高的可见光催化性能，合成过程工艺简单，绿色环保，适合规模化生产，有望产生良好的社会和经济效益。

技术领域

本发明属于光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种球状Bi₂S₃光催化材料的制备方法。

背景技术

当前全球面临着能源短缺和环境污染这两大问题，光催化技术在解决这两个问题上有着非常广阔的前景，因为光催化技术相对于其它的治理方法更加的有效、温和并且不存在二次污染。

TiO₂作为最常见的光催化材料具有无毒、无害、无腐蚀性、利用太阳光即可降解有机污染物的特点，非常安全经济。但TiO₂的禁带宽度较大（约3.2eV），仅仅能吸收在紫外区387.5nm以下的太阳光，光响应范围较窄，量子效率比较低。所以光催化技术持续发展的一个方向就是寻找能高效地利用太阳光、对环境友好且价廉易得的新型半导体光催化材料。在这样的环境下，铋系光催化材料被深入研究，并且在材料科学界取得了很多重大成果。

其中Bi₂S₃因其在光催化领域的巨大潜力引起了研究者的广泛关注，并且Bi₂S₃已经作为可见光催化剂被应用于光催化降解污染物、光催化生产新能源等方面。它的带隙宽度在1.2-1.7eV之间，是一种很常见的铋的硫化物，在可见光的照射下，很容易受到激发而生成光生电子-空穴对。Bi₂S₃晶体通常存在于斜方晶相和具有层状的结构中，它们具有不同的形态，比如：纳米片、纳米棒和纳米线。形貌对光催化剂的性能有很大影响，目前尚没有关于合成由纳米棒组成的球状Bi₂S₃光催化材料的相关报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单、环境友好且具有良好可见光催化活性的球状Bi₂S₃光催化材料的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种球状Bi₂S₃光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1）球状Bi₂WO₆的制备，将聚乙烯吡咯烷酮和五水合硝酸铋溶于乙醇、冰乙酸和去离子水的混合溶液中，于室温搅拌15min后得到溶液A，取二水合钨酸钠溶于去离子水中得到溶液B，在搅拌状态下将溶液B加入到溶液A中并混合均匀，将混合溶液转移至反应釜中于180℃反应3h，冷却至室温，将沉淀用水和无水乙醇反复洗涤，然后于60℃真空干燥得到薄片堆积的球状Bi₂WO₆；