[发明专利]一种银/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种银/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：分别将五水合硝酸铋和二水钨酸钠加入去离子水中，搅拌并超声处理，得A液和B液；将B液滴加入A液中，搅拌并超声处理，得C液，保温，洗涤，干燥，得钨酸铋光催化剂；将聚乙二醇4000和聚乙烯吡咯烷酮加入去离子水中超声，加入钨酸铋，超声并搅拌，加入硝酸银溶液，搅拌，紫外光照射条件下搅拌，洗涤，干燥，得银/钨酸铋复合光催化材料。本发明还包括采用上述方法制得的复合光催化材料。本发明通过简单光还原的方法制备银/钨酸铋复合光催化材料，有效解决了现有技术中光响应范围窄、光生电荷复合率高和稳定性相对较差等问题。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种银/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法.

背景技术

随着人类社会的高速发展，环境污染问题也日益加重，为全球的可持续发展带来了巨大的挑战。半导体光催化技术具有成本低廉、操作简单、高效降解有机污染物、二次污染少等突出特点，成为近年来一种新兴的环境治理手段，寻找高效率光催化剂已经引起了人们的广泛关注。

钨酸铋(Bi₂WO₆)是一种窄带隙、高可见光催化活性、化学性质稳定、具有片状晶体、易于自组装成各种形貌的新型光催化材料，不同于常见的光催化剂，如TiO₂、ZnO、Cu₂O和Fe₃O₄等，钨酸铋具有由Bi₂O₂²⁺萤石状层和WO₄^2-八面体层交替形成的钙钛矿层状结构，根据相关报道得知，在进行光催化降解有机物以及光量子的应用效率方面，钙钛矿片层结构的半导体性能更加优异。但钨酸铋依旧存在光响应范围窄和光生电荷复合率高这两大问题，严重影响该光催化剂的光催化活性，大大限制钨酸铋光催化材料的实际应用。

近年来，人们主要通过对钨酸铋光催化材料调控形貌、半导体复合等方法来解决以上问题。其中，但现有报道的介孔钨酸铋微球和钨酸铋纳米纤维布的制备方法，其形貌结构的可控合成过程相对复杂；也有报道钨酸铋与不同的半导体复合形成异质结的制备方法，但是复合材料的稳定性相对较差。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种银/钨酸铋复合光催化材料及其制备方法，通过简单光还原的方法制备银/钨酸铋复合光催化材料，制备过程简单可控，提高了光催化效率，有效解决了现有技术中光响应范围窄、光生电荷复合率高和稳定性相对较差等问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种银/钨酸铋复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别将五水合硝酸铋和二水钨酸钠加入去离子水中，在室温下搅拌10-20min，然后超声处理10-20min，得A液和B液；将B液滴加入A液中，持续搅拌50-70min，超声处理20-40min，得C液；再将C液加入反应釜中在170-190℃温度下保温10-14h，先后用蒸馏水和无水乙醇洗涤2-4次，最后在50-70℃温度下干燥22-26h，得钨酸铋光催化剂；

(2)将聚乙二醇4000和聚乙烯吡咯烷酮加入去离子水中超声至完全溶解，搅拌10-20min，然后加入钨酸铋，超声并搅拌至均匀，再在黑暗条件下加入1-8g/L浓度的硝酸银溶液，在40-60℃温度的水浴锅中搅拌20-40min，在30-34W的紫外光照射条件下搅拌50-70min，先后用蒸馏水和无水乙醇洗涤2-4次，最后在50-70℃温度下干燥22-26h，得银/钨酸铋复合光催化材料。

进一步，步骤(1)中，五水合硝酸铋和去离子水质量体积比为1.8-2:60g/ml，二水钨酸钠和去离子水质量体积比为0.6-0.7:20g/ml。

进一步，五水合硝酸铋和去离子水质量体积比为1.942:60g/ml，二水钨酸钠和去离子水质量体积比为0.658:20g/ml。