[发明专利]一种铈掺杂、铈-氮共掺杂钨酸铋光催化材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种铈掺杂、铈‑氮共掺杂钨酸铋光催化材料及制备方法，先将Bi(NO₃)_3·5H₂O、Na₂WO_4·2H₂O和Ce(NO₃)_3·6H₂O溶解在去离子水中混合均匀，或者将Bi(NO₃)_3·5H₂O、Na₂WO_4·2H₂O、Ce(NO₃)_3·6H₂O和CH₄N₂O溶解在去离子水中混合均匀，再加入十六烷基三甲基溴化铵后混合均匀，将所得溶液的pH值分别进行调节得到前驱液；最后将前驱液保温后冷却，之后分离出产物后依次洗涤、干燥，可得到铈掺杂、铈‑氮共掺杂钨酸铋光催化材料，可进一步增强钨酸铋降解污染物及产氢性能。

技术领域

本发明属于光催化材料制备技术领域，具体为一种铈掺杂、铈-氮共掺杂钨酸铋光催化材料及制备方法。

背景技术

近年来，由环境污染引发的环境问题频繁发生，恶化的环境问题严重影响着人类的生存环境和身体健康，解决各种日益恶化的环境问题迫在眉睫。环境治理的重点是要有效地抑制各种化学污染对人类赖以生存的水、土壤以及大气的破坏。光催化技术具有低能耗、低成本、低温深度反应、无二次污染，可直接利用太阳光将太阳能转化为化学能以达到降解污染物的目的，从而成为一种具有广阔应用前景的绿色生态环境治理技术。

Bi₂WO₆具有良好的物理化学性能和较好的稳定性、催化活性，其带隙能Eg约为2.7eV，它的最大吸收峰大约在506nm，处于可见光波长范围，能有效吸收太阳光进行光催化反应，同时还可作为光解水产氢和降解有机污染物的催化剂。

Bi₂WO₆为钙钛矿层状结构，含有WO₆八面体结构片层和Bi₂O₂层，其Bi₂WO₆导带主要由W5d轨道构成，并包含少量的Bi6p轨道。价带由O2p和Bi6s轨道杂化而成，从化学电位的角度考虑，其导带价位太正，导致光生电子的还原能力受限，从而影响其光催化性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铈掺杂、铈-氮共掺杂钨酸铋光催化材料及制备方法，操作方便，较为简单，产物粒度均匀，且合成粒度可控，无污染，成本低，进一步增强其降解污染物及产氢性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种铈掺杂钨酸铋光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按2.037：0.658：(0.0466～0.1866)的质量比，将Bi(NO₃)₃·5H₂O、Na₂WO₄·2H₂O和Ce(NO₃)₃·6H₂O溶解在去离子水中混合均匀得到混合溶液A；

步骤2，在混合溶液A中加入十六烷基三甲基溴化铵后混合均匀，再将所得溶液的pH值调节至7～8，得到前驱液；

步骤3，将前驱液在180～210℃下保温16～20h后冷却，之后分离出产物后依次洗涤、干燥，得到铈掺杂钨酸铋光催化材料。