[发明专利]一种具有异质结构的BiOBr/Bi2WO6复合光催化剂及其制备方法

摘要

一种具有异质结构的BiOBr/Bi2WO6复合光催化剂及其制备方法。该催化剂由晶体结构相似、禁带宽度相近的P型半导体BiOBr和N型半导体Bi2WO6复合而成，BiOBr与Bi2WO6的摩尔比为1(1‑1.5)，两种晶相之间形成了P‑N异质结界面，外观呈微纳米尺度的巢形多孔状，平均比表面积为110 m2·g‑1。采取一步法原位水热反应的过程控制技术，仅需一步反应即可得到以微纳米尺度级均匀混合的P‑N结型复合半导体催化剂，过程相对简单，易于控制，制备时间较短，因而制备成本较低。

主权项

一种具有异质结构的BiOBr/Bi2WO6复合光催化剂，其特征在于：该催化剂由摩尔比为1 : (1‑1.5)的P型半导体BiOBr和N型半导体Bi2WO6复合而成，且BiOBr和Bi2WO6两者的晶相之间呈P‑N异质结界面，催化剂的外观呈巢形多孔状，平均比表面积为110 m2·g‑1；一种具有异质结构的BiOBr/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）、室温下，取Bi(NO3)3·5H2O加入到稀硝酸溶液中，充分搅拌溶解后，制得摩尔浓度为0.02‑0.15 mol·L‑1的硝酸铋溶液A，备用；（2）、按照Br‑和WO42‑的摩尔比为1 : (1‑1.5)的比例，分别取可溶性溴化物和可溶性钨酸盐溶解于水中，使得到的混合溶液中Br‑的摩尔浓度为0.01‑0.02 mol·L‑1，之后，向混合溶液中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚，以及脂肪醇，使得到的混合溶液中表面活性剂和脂肪醇的摩尔浓度均为0.01‑0.1mol·L‑1，充分搅拌混合后，得到混合液B，备用；（3）、按体积份数，取20‑50份步骤（1）制得的硝酸铋溶液A以及50‑100份步骤（2）制得的混合液B，在搅拌条件下，将取得的混合液B缓慢滴加到取得的硝酸铋溶液A中，得到含有淡黄色不溶物的悬浮液C，静置0.5‑2.0h，备用；（4）、将步骤（3）静置后得到的悬浮液C进行超声分散处理30min，然后，转置于水热反应釜内，使悬浮液C在反应釜内的体积填充度为60‑80%，并采用稀硝酸或稀碱液调节反应釜内悬浮液C的pH至3‑9，之后，加热升温至140‑180℃进行反应15‑24h；反应结束后自然冷却至室温，并对反应后所得固液混合物进行离心分离，取下层沉淀，并采用蒸馏水和无水乙醇对下层沉淀进行交替洗涤3‑5次，然后，在40‑60℃温度下进行真空干燥10‑20h，即得黄色粉末状产物。