[发明专利]一种3DWO3

说明书

本申请公开了一种3DWO₃/BiOBr光催化剂，其特征在于，BiOBr超薄纳米片紧密生长在WO₃纳米管束表面，形成鳞片状3D分层结构。本申请还提供上述3DWO₃/BiOBr光催化剂的制备方法和应用。本申请提供的3DWO₃/BiOBr光催化剂，具有较高的光催化降解效率，并具有可重复使用性和光稳定性。

技术领域

本申请涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种3DWO₃/BiOBr光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

光催化剂能够利用光能将水分解为氢和氧、将CO₂转化为有机物和降解并去除水中的有机污染物，因此在解决日益严峻的能源危机和环境污染方面具有巨大潜力。目前，已开发出许多单组分光催化剂，例如TiO₂，WO₃，Ag₃PO₄和C₃N₄等。但是，单组分光催化剂通常不能同时具有较宽的光吸收范围和较强的氧化还原能力，其性能难以满足实际需要。

使用不同的半导体材料构造异质结是克服以上缺点的有效方法之一。近年来，各种各样的异质结已得到广泛研究。与传统的异质结(例如p-n结)相比，Z型光催化系统具有更高的光生载流子分离效率并能够保持高氧化-还原能力。因此，Z型光催化系统已成为近年来研究的热点。Z型光催化系统具有三种连接模型，其中两个需要介质来传输电子，而另一个模型(称为直接Z型光催化系统)不需要任何介质。在直接Z型光催化系统中，两种催化剂之间的接触界面作为光生载流子的复合中心，结构简单，光催化性能高。

但并非所有的材料组合都能构造异质结，研究如何选取半导体材料，并制备不同形态的复合光催化剂，是本领域的研究热点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种3DWO₃/BiOBr光催化剂；本发明的第二个目的为提供上述3DWO₃/BiOBr光催化剂的制备方法；本发明的第三个目的为提供上述3DWO₃/BiOBr光催化剂的应用。本申请提供的3DWO₃/BiOBr光催化剂，具有较高的光催化降解效率，并具有可重复使用性和光稳定性。

本发明提供的技术方案如下：

一种3DWO₃/BiOBr光催化剂，BiOBr超薄纳米片紧密生长在WO₃纳米管束表面，形成鳞片状3D分层结构。

优选地，所述BiOBr超薄纳米片的厚度为5-10nm；和/或，

所述WO₃纳米管束的直径为50-500nm，长度为2-10μm。

优选地，所述WO₃与BiOBr的摩尔比为0.2-0.8。

一种上述任一项所述的3DWO₃/BiOBr光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

使用第一溶剂溶解Br源，分散均匀，形成溶液A；

使用第二溶剂溶解Bi源，得到溶液B；

将WO₃纳米管束加入溶液A或溶液B，形成悬浮液；

将悬浮液与另一溶液混匀，密封条件下150-200℃反应1-5h，冷却，分离固体物质，洗涤，干燥，即得所述光催化剂；

其中，所述第一溶剂选自乙二醇、乙醇、乙二醇甲醚、异丙醇中的任意一种；

第二溶剂选自乙二醇、乙醇与乙酸的混合液、乙醇与硝酸的混合液、乙二醇甲醚中的任意一种；

且所述第一溶剂和所述第二溶剂不相同。