異質結復合光催化劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于光催化領域，具體涉及一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著科學技術和工業技術的飛速發展，環境污染問題日益嚴重，特別是人類賴以生存的水資源受到了不同程度的污染，水資源污染已成為一個直接威脅人類生存、世界各國亟待解決的問題。另一方面，由于化石能源的過度使用而造成了日益嚴重的能源危機，同時也造成了嚴重的環境污染。因此，能源短缺與環境污染問題是當今世界所面臨的兩個巨大挑戰，嚴重制約著人類的可持續發展，而且嚴重危害人類健康。因此，控制污染、保護環境、實現可持續發展受到了人們越來越多的重視，而開發和使用高效、環保、科學的新技術和新能源成為了目前的研究熱點。
[0003]光催化技術是一種利用光能進行物質轉化的技術，是物質在光和催化劑同時作用下所進行的化學反應。自1972年日本科學家Fujishima和Honda首次報道Ti02在紫外光照下可以光解水產生氫氣和氧氣以后，半導體光催化技術受到了越來越多的關注[1]。近年來，光催化技術的應用研究發展十分迅速，這項新技術具有高效、無選擇性、穩定性高、綠色無毒、無二次污染、能耗低、操作簡便和低成本等突出優點，并且可以充分利用清潔無污染的太陽能，能有效的氧化降解有機物質和殺滅致病微生物，在污水處理、廢氣處理、空氣凈化、殺菌消毒、催化制氫、還原C02等方面已經有廣泛應用，并且效果良好。目前，Ti02因其化學性質穩定、無毒、低成本等優點成為使用最廣泛的光催化材料，但是由于Ti02禁帶寬度為3.2eV，其對應的吸收波長為387.5nm，光吸收范圍僅局限于紫外光區，而這部分光尚達不到照射到地面太陽光譜的5%，大大限制了對太陽能的利用[2]。因此，為了實現太陽能的有效利用，開發和設計具有可見光響應、綠色環保的新型光催化材料具有重要的實際意義。
[0004]鉍系材料因其在可見光(λ>420ηπι)區具有良好的光催化性能和形貌多樣性而被廣泛關注和深入研究，而且鉍和其他金屬形成的復合材料也具有良好的可見光催化性能[3一6]。如BiV04是一種新型的η型直接半導體材料，其禁帶寬度相對較窄(約2.4eV)，具有良好的可見光吸收性能，是一種應用前景良好的新型可見光催化材料[3];Bi2W06是一種最簡單的Aurivi 11 ius型氧化物，是一種η型直接半導體材料，具有較窄的禁帶寬度(約2.7eV)，在可見光照下具有較高的催化活性，在環境凈化和新能源開發領域具有潛在的應用價值，成為目前廣泛研究的光催化劑之一[4]。但是由于單體光催化劑中光電子-空穴分離較慢，光生載流子易復合，導致光催化性能受限，而通過半導體復合構建復合材料可以加速電子-空穴分離，提高材料的光催化性能[5，6]。因此，現急需一種復合型光催化劑。
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【發明內容】
[0011]本發明的目的在于針對現有技術中存在的問題，提供一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑及其制備方法和應用。
[0012]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實施:
[0013]一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑，由Bi2W06和BiV04形成具有三維分層鳥巢狀結構的催化劑;其中也#06與財￥04的摩爾比為1:0.05?10。
[0014]所述Bi2W06與BiV04的摩爾比為1:0.1?5。
[0015]一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑的制備方法:將Bi(N03)3.5H20加入到ΗΝ03溶液中，磁力攪拌至完全溶解，得到溶解液A;同時將Na2W04.2H20和NH4V03加入到NaOH溶液中，磁力攪拌至完全溶解，然后加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，磁力攪拌至完全溶解，得到溶解液B;然后在磁力攪拌下將上述溶解液B逐滴加入到上述溶解液A中，得懸浮液，并調節懸浮液pH至5?9，繼續攪拌30?90min，之后將懸浮液轉移至高壓反應爸中，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中熱處理;而后將反應釜冷卻至室溫，經抽濾、洗滌和干燥可得到具有三維分層巢狀結構的Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑;其中，Na2W04.2H20和NH4V03的物質的量之比為1:
0.1?5，Bi(N03)3.5H20和Na2W04.2H20的物質的量之比為2:1，Bi(N03)3.5H20和NH4VO3的物質的量之比為1:1，PVP的用量與Bi(N03)3.5H20的用量關系為0.01?0.5g PVP/lmmol Bi(N03)3.5Η20ο
[0016]所述ΗΝ03與Bi(N03)3.5Η20的物質的量之比為3?30:1 ;Na0H與Na2W04.2H20和NH4V03的物質的量之比為3?30:1。
[0017]所述調節懸浮液pH值采用濃度為0.1?5.0mol/L的ΝΗ3.H20或NaOH。
[0018]所述電熱恒溫鼓風干燥箱中熱處理溫度為120?180°C，反應時間為12?36h。
[0019]所述干燥溫度為40?80°C，干燥時間為2?1 Oh。
[0020]一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑的應用，所述Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑作為水體中殺菌劑的應用。
[0021 ] 一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑的應用，所述Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑在降解染料中的應用。
[0022]一種Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑的應用，所述Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑在水體凈化中的應用。
[0023]Bi2W06/BiV04異質結復合光催化劑應用于水體中，對有害微生物銅綠假單胞桿菌(P.aerug