[发明专利]一种降解NO的复合催化剂GQD/Bi2

说明书

本发明提供了一种降解NO的复合催化剂GQD/Bi₂WO₆及其制备方法，以一水合柠檬酸为原料制备了GQDs，再以Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O为原料，运用一步水热法制备出含有石墨烯量子点GQDs的Bi₂WO₆复合催化剂GQD/Bi₂WO₆。相较于单纯的Bi₂WO₆光催化剂，GQD/Bi₂WO₆降解NO的能力提高且降解稳定性增强,解决了Bi₂WO₆可见光下降解NO效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及一种NO的可见光催化剂，具体说是一种降解NO的复合催化剂GQD/Bi₂WO₆及其制备方法。

背景技术

NO_x是一种有刺激性气味的有毒气体，主要来源于化石燃料的燃烧，分为移动源和固定源，如车辆发动机中的石油的使用和发电厂中的焦炭的燃烧。常提到的NO_x是指NO和NO₂，NO是氮氧化物的主要成分占到95％。当氮氧化物作为一次污染物时，可直接对人体造成伤害和形成酸雨；当其作为二次污染物时，会对环境造成更大的污染，产生雾霾、光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题。在过去的几十年里，由于汽车的数量和工业活动的增加，大气中NO的浓度大大增加。因此，开发高效、经济的消除大气NO的技术已成为全球关注的问题。

Bi₂A_n-1B_nO_3n+3(A＝Ca,Sr,Ba,Pb,Bi,Na,Kand B＝Ti,Nb,Ta,Mo,W,Fe)由于其通常具有层状结构和独特的性质。Bi₂WO₆是该家族中最小(n＝1)的一种化合物，具有优良的物理性质，如铁电性、压电性、催化作用、氧化阴离子导电和非线性介电敏感性。Bi₂WO₆由于较窄的带隙使其催化性质可在可见光下响应，这种能够利用太阳能来处理环境问题的方法，被认为是最有效和最经济的方法，因此将Bi₂WO₆运用到环境处理领域受到了诸多关注。Zhang和Shang运用水热法制备的Bi₂WO₆在可见光下可高效降解罗丹明B。2010年，Li制备出一种单分散的类花球形Bi₂WO₆具有将近50％的NO去除率。

石墨烯量子点(GQDs)作为一种零维材料，在尺寸上降至10nm的同时还具有很强的量子约束和边缘效应，并且使自身具备许多新的物理性质，从而可应用于多个领域，如光电领域，生物成像，发光二极管和传感器等。GQDs具有良好的水溶性，可以与各种无机材料结合，现今应用在在催化领域，将GQDs与半导体催化剂复合可以有效地促进电子与空穴的分离。Cai利用模板法制备的ZnO/S,N-GQD有效地增强了在可见光下对罗丹明B的降解能力。Fan^[13]制备出GQD-PVP-CdS复合催化剂在可见光照射下高效降解了钼和苯酚的水溶液。以上研究表明GQD与半导体催化剂复合对提高催化剂的光催化能力有着极大的意义。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术存在的缺陷，提出了一种降解NO的复合催化剂GQD/Bi₂WO₆及其制备方法。将GQDs负载在Bi₂WO₆上，不仅在形貌上使得Bi₂WO₆更趋于层数更多的花状球体，可以极大地提升对NO的降解能力。制备方法操作工程简单，易于操作。