一种掺钕钨酸铋光催化剂的制备及其应用的制作方法

本发明属于光催化剂领域，具体涉及一种掺钕钨酸铋光催化剂的制备及其应用。

背景技术：

由于钨酸铋的价带适合，容易被可见光激发，可以降解有机污染物，反应条件温和、降解彻底、清洁环保，已成为污染治理领域的热门技术之一，但钨酸铋的电子-空穴对易复合，因而其对光吸收的能力不强，效率较低。为了改善钨酸铋对光吸收率低的问题，更有效地利用可再生能源太阳光进行环境污染治理，研究掺杂钨酸铋光催化剂材料已成为目前的研究热点和发展趋势。

技术实现要素：

本发明提供一种掺钕钨酸铋光催化剂的制备及其应用，在不使用任何模板剂和形貌剂的条件下，通过水热技术合成淡黄色菱形片状结构掺钕钨酸铋光催化剂，无团聚现象，具有高比表面积和光催化性能。

本发明一种掺钕钨酸铋光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按摩尔比10:20：0.1～0.08分别称取Na₂WO₄·2H₂O、Bi(NO₃)₃·5H₂O、 Nd₂O₃；

（2）用2～8ml浓硝酸分别将称取的Na₂WO₄·2H₂O、Bi(NO₃)₃·5H₂O、Nd₂O₃溶解为钨酸钠硝酸溶液、硝酸铋硝酸溶液和氧化钕硝酸溶液；

（3）在磁力搅拌下，分别将钨酸钠硝酸溶液、氧化钕硝酸溶液逐滴加入硝酸铋溶液中得白色悬浮溶液，将悬浮溶液继续搅拌30分钟；

（4）将悬浮溶液装入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在453K下恒温反应6h后，然后分离、洗涤、干燥得到淡黄色菱形片状结构掺钕钨酸铋光催化剂。

制备的掺钕钨酸铋光催化剂可应用在污水处理、空气净化或抗菌方面。

应用掺钕钨酸铋光催化剂，将其制成粉末或分散体使用。分散体的分散剂为水、水和至少一种有机溶剂的混合物、一种有机溶剂或者两种以上有机溶剂的混合物。

应用掺钕钨酸铋光催化剂，将其涂覆在涂覆基质上经受热处理后使用。涂覆基质选自玻璃、不锈钢丝网或聚合物。

为了研究所制备的掺钕钨酸铋光催化剂在污水处理应用中的性能，设计可见光下分别降解酸性铬兰K、中性红、亮绿的实验，在300W 氙灯的可见光(λ＞ 420nm) 下照射60分钟，100mL 浓度为12mg/L 的酸性铬兰K、中性红、亮绿溶液明显褪色溶液明显褪色，酸性铬兰K、中性红、亮绿的降解率均达到98%以上。

本发明制备的淡黄色菱形片状结构掺钕钨酸铋无团聚现象，具有高比表面积和光催化性能，且制备方法简单，制备的掺钕钨酸铋光催化剂可用于酸性铬兰K、中性红、亮绿的降解。

附图说明

图1为实施例中掺钕钨酸铋光催化剂的X射线衍射谱图。

图2为实施例中掺钕钨酸铋光催化剂的铋SEM谱图。

图3为实施例中掺钕钨酸铋光催化剂的EDS谱图。

图4为实施例中掺钕钨酸铋光催化剂在可见光照射下降解亮绿过程中，亮绿溶液吸光度随时间变化的曲线。

图5为实施例中掺钕钨酸铋光催化剂在可见光照射下降解中性红过程中，中性红溶液吸光度随时间变化的曲线。

图6为实施例中掺钕钨酸铋光催化剂在可见光照射下降解酸性络蓝K过程中，酸性络蓝K溶液吸光度随时间变化的曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步阐述本发明，应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

实施例

制备掺钕钨酸铋光催化剂：

(1)按摩尔比10:20：0.1～0.08分别称取Na₂WO₄·2H₂O、Bi(NO₃)₃·5H₂O、 Nd₂O₃，用2～8ml浓硝酸分别溶解为钨酸钠硝酸溶液、硝酸铋硝酸溶液和氧化钕硝酸溶液；

（2）在磁力搅拌下，分别将钨酸钠硝酸溶液、氧化钕硝酸溶液逐滴加入硝酸铋溶液中得白色悬浮溶液，将悬浮溶液继续搅拌30分钟；

（3）将的悬浮溶液装入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在453K下恒温反应6h后，然后分离、洗涤、干燥得到淡黄色菱形片状结构掺钕钨酸铋光催化剂，如图1-3所示。

为了研究所制备掺钕钨酸铋在污水治理应用中的性能，设计可见光下分别降解酸性铬兰K、中性红、亮绿的实验，在300W 氙灯的可见光(λ＞ 420nm) 下照射60分钟，100mL 浓度为12mg/L 的酸性铬兰K、中性红、亮绿溶液明显褪色溶液明显褪色，酸性铬兰K、中性红、亮绿的降解率均达到98%以上，如图4-6所示。