[发明专利]一种二氧化钼/铋光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化材料技术领域，提供了一种二氧化钼/铋光催化剂及其制备方法和应用，本发明利用钼网作为基底，在水热条件下进行反应得到二氧化钼/钼网复合材料；然后在水热条件下，在二氧化钼/钼网上生成Bi⁰，并且与二氧化钼/钼网形成异质结；其中，二氧化钼导电性优异，有助于载流子的迁移，Bi⁰金属的引入充当助催化剂。本发明提供的二氧化钼/铋光催化剂用于去除甲醛时，甲醛与空气中的水蒸气在二氧化钼/铋光催化剂作用下，反应生成甲醇。实验结果表明，本发明制备的二氧化钼/铋光催化剂在1h时间内，将50ppm甲醛完全转化为甲醇，具有优异的光催化活性。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域，尤其涉及一种二氧化钼/铋光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛对人体神经系统和呼吸系统具有刺激性毒性，是公认的潜在致癌物。高浓度甲醛刺激眼睛粘膜和呼吸道，最终导致免疫功能异常损伤、肝损伤、肺损伤和中枢神经系统损伤。目前常用的甲醛降解方法有物理吸附、化学吸收、热破坏、低温等离子体技术、生物法和光催化法等。但物理吸附法的去除能力有限；化学吸收法需要消耗大量的化学试剂，成本高，而且使用的一些试剂有毒，难以回收利用；热降解方法要求高温，不适合室内使用；低温等离子体技术的缺点是产生大量的新污染物，如氮氧化物和各种自由基气体。光催化法以其高效、绿色等优点，目前已被大量应用于甲醛的去除。

目前，在去除甲醛过程中，通常是采用催化剂将甲醛降解并转化为无毒的小分子CO₂和H₂O。如中国专利CN105126843A公开了一种室内甲醛消除复合催化材料的制备方法，通过制备催化剂将甲醛转化为CO₂和H₂O。此方法虽然符合绿色环保的理念，但随着生活和科技的快速发展和进步，能源问题也越来越突出并引起重视，仅仅将甲醛降解为无毒的小分子并不能进一步地提高其能源利用率。

甲醇的用途十分广泛，除可作许多有机物的良好溶剂外，主要用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质等工业生产，是一种基本的有机化工原料。目前，常以甲醇为原料经催化作用制备甲醛，但是没有用于甲醛为原料制备甲醇的催化剂。因此，亟需提供一种能够以甲醛为原料制备甲醇的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化钼/铋光催化剂及其制备方法和应用，本发明制备的二氧化钼/铋光催化剂能够作为催化剂应用于去除甲醛中，且能将甲醛转化为甲醇。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种二氧化钼/铋光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Na₂MoO₄、水、盐酸和钼网混合，进行第一水热反应，得到MoO₂/钼网复合材料；

(2)将所述步骤(1)得到的MoO₂/钼网复合材料与Bi(NO₃)₃溶液混合，进行第二水热反应，得到二氧化钼/铋光催化剂。

优选地，所述步骤(1)中Na₂MoO₄中的Mo离子与盐酸中的Cl离子的物质的量之比为(2.8～3.0)：(8.4～9.0)。

优选地，所述步骤(1)中钼网的孔径为80～100目。

优选地，所述步骤(1)中第一水热反应的温度为180～200℃，第一水热反应的时间为4～6h。

优选地，所述步骤(2)中Bi(NO₃)₃溶液中的Bi离子与所述步骤(1)中Na₂MoO₄中的Mo离子的物质的量之比为(0.8～1.2)：(2.8～4.2)。