[发明专利]一种Au/Bi2

说明书

本发明提供了一种Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料及其制备方法和应用，所述Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料包括矿物载体，所述矿物载体上附着有Bi₂WO₆，所述Bi₂WO₆上负载有Au纳米粒子。本发明所述的Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料，其中的贵金属Au沉积和矿物负载分别发挥了等离子体共振效应和载体效应，使得光生电子‑空穴的分离效率提升，可见光响应范围拓宽，比表面积增大，三组分协同作用下增强了Bi₂WO₆对有机污染物的吸附性能和光催化降解性能。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，特别是涉及一种Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术是一种在生态环境材料领域有着重要应用前景的绿色技术，因为光催化过程是一种绿色、可持续的反应，且反应彻底，能将污染物完全转化为CO₂和H₂O。传统的宽带隙光催化剂如TiO₂和ZnO等只能吸收和利用紫外光，而对占太阳光总量40％的可见光没有响应，而钨酸铋(Bi₂WO₆)是一种典型的Aurivillius型层状化合物，能够响应450nm以下的紫外和可见光，同时这种层状结构不仅可作为光催化反应的活化区域，还可以作为接纳光生电子的受体，从而表现出高的量子效率，因此Bi₂WO₆是具潜在应用价值的光催化剂。

然而，Bi₂WO₆作为光催化材料仍存在以下缺点：1)只能被紫外光以及波长低于450nm的部分可见光激发，只占太阳光谱的一小部分，可见光响应范围较窄；2)光生电子–空穴对复合率较高。这两方面的不足严重限制了Bi₂WO₆光催化体系的光转换效率。因此，人们采用不同方法对Bi₂WO₆进行改性，如引入本征缺陷、掺杂、形貌或晶面调控、异质结构建、表面等离子体共振等策略，改善Bi₂WO₆半导体光催化反应的光生电子-空穴分离效率，拓宽光响应频段，改善其光催化性能。但是目前的研究中仍然存在需要突破的瓶颈问题，尤其是针对一种催化剂在采用各种改性手段后其协同增效作用不明显，因此，急需开发一种新型高效的Bi₂WO₆基复合催化材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料及其制备方法和应用，以实现各组成在光催化性能上的协同增效作用；所述的高效表现为光生电子-空穴分离效率提升，可见光响应范围拓宽，比表面积增大，大大提高了对有机污染物吸附性能和光催化降解性能；所述的技术路线操作简单、成本低、产率高，非常容易实现工业化推广。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料，所述Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料包括矿物载体，所述矿物载体上附着有Bi₂WO₆，所述Bi₂WO₆上负载有Au纳米粒子。

进一步地，前述的Au/Bi₂WO₆/矿物三元复合材料，其中所述矿物载体选自硅藻土、海泡石和凹凸棒中的任一种，其粒度为5-13μm；所述Bi₂WO₆的粒度为200nm-2μm；所述Au纳米粒子的粒度为5nm-50nm。