、溶剂和表面活性剂，将产物于60°C干燥24h，冷却后得到的样品即为具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料。
[0029]图1采用BrukeraxsD8型X射线衍射分析仪(XRD)所得到的实施例1样品的XRD图谱。从图谱可以看出，图谱的主峰同时与立方相和正交相的标准图谱JCPDS 43-446及JCPDS 76-2388 一致，且没有其它杂质峰出现，说明所得产品为高纯度的8込6#0(|.3606.55与Bi2MoO6的复合物。
[0030]图2采用VG Multilab 2000型X射线电子能谱仪(XPS)所得到的实施例1样品的XPS图。从图中可以看出，Bi以+3价形式存在，而Mo则以+4和+6价两种形式存在，分别于立方相和正交相钼酸铋相对应，即所合成的材料是立方相和正交相钼酸铋的复合物。
[0031]图3采用Philips TecnaiG2型透射电子显微镜(TEM)所观察到的实施例1样品的TEM图。从图3a、3b中可以看出，所合成的钼酸铋异质结是由纳米片组装成的多孔球形结构，且大小均一，平均粒径为150nm。从图3c中的电子选区衍射图可以看出，所合成的钼酸铋异质结为多晶结构，且图3d中可以清晰的看到立方相和正交相钼酸铋的晶界接触。
[0032]图4采用Micromeritics ASAP 2020型比表面积分析仪(BET)所得到的实施例1样品的吸附/脱附等温线及孔分布曲线，根据队吸附计算，所得样品的比表面积为37m2/g。
[0033]实施例2具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法:
[0034](I)加入Immol五水硝酸秘、1.5g聚乙稀卩比略烧酮(PVP)和3mmol尿素于70mL乙二醇(EG)溶剂中，将反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C的水热条件下反应4h后，经过离心洗涤去除残留溶质、溶剂和表面活性剂，干燥冷却后得到多孔氧化铋(Bi2O3)模板。
[0035](2)将0.5mmol多孔氧化秘和0.5mmol 二水钼酸钠加入到30mL浓度为0.lmol/L的甘露醇溶液中，超声至所有化合物均匀分散。再将反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C的水热条件下反应9h后，经过离心洗涤去除残留溶质、溶剂和表面活性剂，将产物于60°C干燥24h，冷却后得到的样品即为具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料。
[0036]实施例3具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0037](I)加入2.5mmol五水硝酸秘、3g聚乙稀卩比略烧酮(PVP)和4mmol尿素于10mL乙二醇(EG)溶剂中，将反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C的水热条件下反应5h后，经过离心洗涤去除残留溶质、溶剂和表面活性剂，干燥冷却后得到多孔氧化铋(Bi2O3)模板。
[0038](2)将0.2mmol多孔氧化铋和0.3mmol 二水钼酸钠加入到20mL浓度为0.lmol/L的甘露醇溶液中，超声至所有化合物均匀分散。再将反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C的水热条件下反应8h后，经过离心洗涤去除残留溶质、溶剂和表面活性剂，将产物于60°C干燥24h，冷却后得到的样品即为具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料。
[0039]实施例4具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0040](I)加入Immol五水硝酸秘、2g聚乙稀卩比略烧酮(PVP)和4mmol尿素于70mL乙二醇(EG)溶剂中，将反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C的水热条件下反应4h后，经过离心洗涤去除残留溶质、溶剂和表面活性剂，干燥冷却后得到多孔氧化铋(Bi2O3)模板。
[0041](2)将0.15mmol多孔氧化铋和0.2mmol 二水钼酸钠加入到30mL浓度为0.lmol/L的甘露醇溶液中，超声至所有化合物均匀分散。再将反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C的水热条件下反应7h后，经过离心洗涤去除残留溶质、溶剂和表面活性剂，将产物于60°C干燥24h，冷却后得到的样品即为具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料。
[0042]实施例5具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料可见光催化降解刚果红性能的测试。
[0043]称取0.03g实施例1中的样品分散到50mg/L的刚果红溶液中，置于暗处磁力搅拌半小时使其达到吸附脱附平衡。然后打开300W的氙灯(用滤光片把400nm以下的紫外光滤掉)，每隔一段时间用滴管取出2毫升的悬浮液。待离心后取上清液于石英比色皿中，在紫外-可见分光光度计中分析刚果红的吸光度变化，从而表征其降解效果。降解率的计算公式为(Atl-A)/AtlX 100% (A0-原始吸光度；A-降解后的吸光度)。
[0044]图5实施例1所得具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料和单组份的钼酸铋及商品二氧化钛的可见光光催化降解刚果红的性能对比图，从图中可以看出，实施例1所得的球状钼酸铋异质结能将刚果红完全降解，实施例1完全降解刚果红需要约4h，单组份Bi2MoOf^ 4h内对刚果红的降解率不足70%，而Bi 3.6#0。.3606.55在4h内对刚果红的降解率不足40%，商品二氧化钛在4h内对刚果红基本没有降解效果。从图中可以说明，本发明方法得到的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料在可见光下对刚果红的降解效率明显优于单组份钼酸铋及二氧化钛。
【主权项】
1.具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料，其化学式为Bi3.64Μοα 3606.55/Β?2Μο06，由立方相的Bi3.64Moa 3606 55和正交相的Bi 2]?006通过相结连接构成的异质结构，其形貌为均一的球状，比表面积为30?40m2/g，平均粒径为150nm。
2.权利要求1所述的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，包括有以下步骤: 1)多孔氧化铋模板的合成:加入五水硝酸铋、聚乙烯吡咯烷酮和尿素于乙二醇溶剂中，将反应溶液置于反应釜中，进行水热反应，经过离心洗涤，干燥冷却后得到多孔氧化铋模板； 2)异质结构球状钼酸铋纳米复合材料的合成:加入多孔氧化铋模板、二水钼酸钠于甘露醇中，在溶剂热条件下反应后，所得产物经过离心洗涤去除残留溶质，最后烘干冷却后即可得到具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料。
3.根据权利要求2所述的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤I)所述的水热反应条件为反应温度150°C，反应时间3?5h。
4.根据权利要求2所述的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤I)所述的五水硝酸铋的用量为0.5?2.5mmol，聚乙烯吡咯烷酮的用量为0.5?3g，尿素的用量为2?4mmol，乙二醇的用量为50?100mL。
5.根据权利要求2所述的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的多孔氧化秘模板的用量为0.05?0.5mmol，二水钼酸钠的用量为0.05?0.5mmol，所述的甘露醇的浓度为0.lmol/L，用量为10?30mL。
6.根据权利要求2所述的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的溶剂热条件为反应溶液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在150°C温度下反应6?9h。
7.权利要求1所述的具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料用于可见光催化降解有机污染物的应用。
【专利摘要】本发明涉及具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料及其制备方法和应用，其化学式为Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6，由立方相的Bi3.64Mo0.36O6.55和正交相的Bi2MoO6通过相结连接构成的异质结构,其形貌为均一的球状，比表面积为30～40m2/g，平均粒径为150nm。本发明的有益结果为：钼酸铋纳米复合材料不仅促进了电子空穴的有效分离，而且特殊的球状结构有利于对光能的吸收，使得其光催化活性得到较大提高。在可见光区域具有更好的光催化活性；本发明的制备工艺简单，成本低，生产过程绿色环保，催化剂为形貌均一的球状，稳定性高，符合实际生产需要，有较大的应用潜力。
【IPC分类】B01J23-31, B82Y40-00, B82Y30-00, C02F1-30, C01G39-00
【公开号】CN104525186
【申请号】CN201410790004
【发明人】陈嵘, 代赞, 杨浩, 吕中, 赵慧平
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月17日