[发明专利]一种铁酸铋可见光催化剂的制备方法及其光催化性能应用

说明书

本发明涉及材料制备和光催化技术领域。技术方案是：一种铁酸铋可见光催化剂的制备方法，按如下步骤进行：(1)将五水硝酸铋与九水硝酸铁按照6‑18:1的摩尔比称量，并溶解在适量乙二醇中，之后用0.5‑2mol/L的KOH溶液滴加到上述溶液中，边搅拌边滴加调节pH值等于10，继续搅拌2h，得到均匀分散的混合沉淀溶液；(2)将上述沉淀溶液转移到水热反应釜中，在160‑180℃的烘箱中反应10‑48h，自然冷却至室温，得到沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次后，在60℃真空干燥10h,得到最终产物。该制备方法工艺简单，产品铁酸铋(Bi₂₅FeO₄₀)可见光催化剂结晶度高。

技术领域

本发明涉及材料制备和光催化技术领域。具体涉及一种铁酸铋(Bi₂₅FeO₄₀)光催化剂制备方法及其在光催化领域的应用。

背景技术

随着人们对环境保护意识的日益加强和能源危机的日益紧张。现急需要利用清洁能源替代传统能源，太阳能是一种可再生清洁能源。因此充分利用太阳能为人类的生产活动提供了必要的拓展。自从TiO₂光催化剂的诞生，光催化技术和应用得到了快速的发展，如光催化分解水产H₂、光降解有机污染物、光催化有机合成反应等。

印染废水具有水量大，有机污染物含量高，色度高等特点，因此如何高效处理印染废水的成为环境保护的关键技术问题，传统苯甲醇氧化过程反应是在高温高压大量溶剂条件下进行，同时使用了大量的锰酸盐和铬酸盐作为催化剂，这造成了大量的能耗和环境污染，由于光催化在苯甲醇选择性氧化过程中使用了绿色氧化剂，同时太阳能是可再生能源，因此光催化技术在上述两方面均具有很好的应用前景。

虽然TiO₂性质稳定，价格低廉，又具有众多独特的性能，但其只能在紫外光辐射下效果好，为此需要开发出可见光响应的新型光催化剂，Bi系光催化剂是一类非常合适的光催化剂如Bi₂WO₆、Bi₂MoO₆、BiVO₄等均具有合适的禁带宽度，使其具有较好的可见光响应，表现出了非常优异的光催化性能。但到目前为止利用Bi₂₅FeO₄₀进行光催化染料降解还很少有研究，尤其是利用Bi₂₅FeO₄₀进行光催化有机合成反应方面的应用几乎没有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水热法制备铁酸铋(Bi₂₅FeO₄₀)可见光催化剂的方法，并将该可见光催化剂应用于染料降解和苯甲醇选择性氧化为苯甲醛的反应中。

为了实现上述目的，本发明提供了以下方案：

一种铁酸铋可见光催化剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)将五水硝酸铋与九水硝酸铁按照6-18:1的摩尔比称量，并溶解在适量乙二醇中，之后用0.5-2mol/L的KOH溶液滴加到上述溶液中，边搅拌边滴加调节pH值等于10，继续搅拌2h，得到均匀分散的混合沉淀溶液；

(2)将上述沉淀溶液转移到水热反应釜中，在160-180℃的烘箱中反应10-48h，自然冷却至室温，得到沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次后，在60℃真空干燥10h,得到最终产物。

所述铁酸铋可见光催化剂应用于亚甲基蓝染料光降解和光催化苯甲醇选择性氧化为苯甲醛的反应中。

所述适量为60ml。