[发明专利]三维介孔Bi₂WO₆纳米球及其制备方法和用途在审

申请号：	201810417288.0	申请日：	2018-05-04
公开（公告）号：	CN108543531A	公开（公告）日：	2018-09-18
发明（设计）人：	白进武;栗赟;李雪敏;刘璐	申请（专利权）人：	南开大学
主分类号：	B01J23/30	分类号：	B01J23/30;B01J35/02;C02F1/30;C02F101/34
代理公司：	成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙) 51241	代理人：	李鹏
地址：	300350 天津市津南区海河教育园***	国省代码：	天津;12
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摘要：
搜索关键词：	制备等级结构光催化剂三维介孔纳米片纳米球介孔三维组装合成方法工艺光催化降解混合溶液中聚四氟乙烯无水乙醇洗产品形貌催化活性恒温反应花状结构聚乙二醇强力搅拌去离子水无水乙醇自然风干反应釜混合液模板剂目标物四环素钨酸钠硝酸铋乙二醇花状内胆回收
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【说明书】：

本发明属于光催化剂的制备，特别是三维介孔Bi₂WO₆纳米球，由纳米片组装成三维球形的花状结构，并且具有介孔的等级结构。制备方法为，将硝酸铋溶于乙二醇、聚乙二醇400和无水乙醇的混合溶液中；加入钨酸钠，在强力搅拌下加入模板剂搅拌得到混合液；转移到聚四氟乙烯为内胆的反应釜中，180℃恒温反应24h；将得到白色沉淀，分别用去离子水和无水乙醇洗2‑3遍，将得到的产物自然风干即可制得目标物。本发明合成方法工艺简单、成本低廉、反应温和，产品形貌好、光催化降解效率高且易于回收；制备的Bi₂WO₆光催化剂为由纳米片组装的三维花状且具有介孔的等级结构，对四环素具有较高的催化活性。

技术领域

本发明属于光催化剂的制备，特别是三维介孔Bi₂WO₆纳米球及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，随着各种有机污染物日益增多，光催化作为一种高级氧化技术，其利用光子的能量来激发半导体催化剂的电子从而引发一系列的光化学反应，进而去除大气环境和水环境的污染物以达到环境污染修复的目的。但是材料大多只在紫外条件下可利用，对于在现实中的应用存在很大的局限性。因此，制备出在可见光下有较好效果的催化剂就变得很有必要。

Bi₂WO₆作为aurivillius氧化物族中最简单的成员之一，因其无毒性，强氧化能力，价格低廉，合适的带隙能吸收波长小于450nm的紫外光和一定的可见光而被认为是一种优异的光催化剂。三维介孔结构因拥有较大的比表面积，大的比表面积提供了更多的光催化反应活性位点，其增加了光催化剂与有机污染物的接触；同时，介孔结构赋予了三维光催化剂的高吸附容量。较大的比表面积和高吸附容量提高了催化剂的催化性能，其有利于提高其光催化性能，在研究方面有着很大的潜力。

发明内容

本发明目的在于针对上述存在问题，提供一种三维介孔Bi₂WO₆纳米球及其制备方法，该合成方法工艺简单、成本低廉，制备的催化剂对四环素具有较高的催化活性，性能稳定且易于回收。

本发明的设计方案：

一种三维介孔Bi₂WO₆纳米球，由纳米片组装成三维球形的花状结构，并且具有介孔的等级结构。

该三维介孔Bi₂WO₆纳米球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Bi(NO₃)₃溶于乙二醇、聚乙二醇400和无水乙醇的混合溶液中并在磁力搅拌器下搅拌至完全溶解；乙二醇、聚乙二醇400和无水乙醇体积比1:1.5:1；

(2)将Na₂WO₄加入上述混合溶液中并不断搅拌；

(3)在强力搅拌下加入模板剂，搅拌30min，得到混合液；

(4)将上述混合液转移到聚四氟乙烯为内胆的反应釜中，180℃水热条件下恒温反应24h；

(5)反应结束后得到白色沉淀，分别用去离子水和无水乙醇洗2-3遍，将得到的产物自然风干，即可制得目标物Bi₂WO₆光催化剂。

优选的，所述混合液中Na₂WO₄与Bi(NO₃)₃的用量按W与Bi的元素比为1:2。

进一步的，所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。