纳米材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明提出一种Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料的制备方法，属于催化材料和光化学研宄领域。
【背景技术】
[0002]由于环境和能源问题日益严峻，利用太阳光来催化降解有机污染物的方法得到了人们的重视，而具有高活性的光催化剂的制备更是引起了人们的关注，因为这种方法可以有效的利用太阳能，是一种绿色环保技术。半导体材料由于在环境净化、太阳能以及光制氢中的广泛应用得到了人们的密切关注。为了对太阳光有更高的利用率，许多可见光响应的光催化剂被研宄出来。
[0003]三元复合催化剂由于其优异的光催化活性在光催化反应中有广泛的应用。一系列的三元体系如 Agl/Ag/AgBr，CdS/M/Ti02 (Μ = Ag, Au)，AgBr-Ag-Bi2WO6, H2WO4.H20/Ag/AgCl等都已被报道，这种三元结构能够有效分离电子-空穴以及加快表面电荷转移，从而提高光催化效率。然而，这种可见光响应的催化剂仍然存在一些研制，因此开发研宄新型的光催化材料仍是很重要的。
[0004]钨酸铋(Bi2WO6)是一种典型的η-型半导体材料，其禁带宽度为2.75eV，是一种性能稳定的材料。Bi2WOf^期被发现是一种很好的太阳能的转化材料，并且已被用于0)2还原，光解水以及光降解有机物。然而，仍有许多因素限制了它的实际应用，比如对可见光的吸收较弱、电子-空穴对的利用率很低等。目前，在三元体系中利用到812106还较少，因此将Bi2WO6作为三元体系的一个组分将会是一个提高其催化效率的有效手段。本发明将银引入后，通过控制条件构建了 Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2三元体系，显示了优越的可见光催化性能，目前无任何相关研宄报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种高效的纳米材料，并应用于光降解有机染料反应，在可见光下高效光催化氧化有机染料。本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
[0006](I)Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料的制备方法:在含有1mmol的硝酸铋的烧杯中加入1mL 36%的乙酸溶液，搅拌30min，向上述溶液中逐滴滴加30mL含有1mmol钨酸钠的水溶液，搅拌30min后用氢氧化钠溶液调节pH为11，该溶液命名为溶液A ;将20mmol的硝酸银溶解在30mL的氢氧化钠溶液(ImM)中，滴加40mL 2%的氨水溶液，搅拌30min，得到溶液B ;将溶液B滴加入溶液A中，搅拌30min后转移到200mL的密闭反应釜中，160°C加热20小时，将得到的沉淀洗涤，烘干，在400°C下煅烧2小时，得到灰色粉末为Bi2TO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料；
[0007](2)光催化反应:将合成的纳米催化剂加入含有有机染料的水溶液中，在持续搅拌下用可见光进行照射；
[0008](3)在光催化氧化反应过程中，反应体系的pH为中性，所述有机染料为甲基橙，浓度为 6.67X10_3g/L。
[0009]本发明的显著特点:
[0010](I)Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料为三元催化体系，具有很高的光催化活性，可多次重复利用。
[0011](2) Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料对环境友好，合成方法简单，合成过程无毒无污染。
【附图说明】
[0012]图1A为实施例1所得产品的TEM照片；
[0013]图1B为实施例1所得产品的HRTEM图片；
[0014]图2为实施例1所得产品的XRD图谱；
[0015]图3为实施例3中不同样品降解甲基橙的紫外光谱图；
[0016]图4为实施例4中Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4) 2纳米材料的重复性能图；
[0017]图5为实施例5中Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料室外太阳光下实验结果紫外图
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【具体实施方式】
[0018]为了更具体的说明本发明的方法，下面给出本发明的实施例，但本发明的应用不限于此。
[0019]实施例1
[0020]在含有1mmol的硝酸秘的烧杯中加入1mL 36%的乙酸溶液，搅拌30min，向上述溶液中逐滴滴加30mL含有1mmol钨酸钠的水溶液，搅拌30min后用氢氧化钠溶液调节pH为11，该溶液命名为溶液A。将20mmol的硝酸银溶解在30mL的氢氧化钠溶液(ImM)中，滴加40mL 2 %的氨水溶液，搅拌30min，得到溶液B。将得到的溶液B滴加入溶液A中，搅拌30min后转移到200mL的密闭反应釜中，160°C加热20小时，将得到的沉淀洗涤，烘干，在400°C下煅烧2小时，得到灰色粉末为Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料。
[0021]其TEM照片见图1A，HRTEM图片见图1B，XRD图谱见图2。
[0022]实施例2
[0023]在含有1mmol的硝酸秘的烧杯中加入1mL 36%的乙酸溶液，搅拌30min，向上述溶液中逐滴滴加30mL含有1mmol钨酸钠的水溶液，搅拌30min后用氢氧化钠溶液调节pH为11，该溶液命名为溶液A。将1mmol的硝酸银溶解在30mL的氢氧化钠溶液(ImM)中，滴加40mL 2 %的氨水溶液，搅拌30min。将得到的溶液滴加入溶液A中，搅拌30min后转移到200mL的密闭反应釜中，160°C加热20小时，将得到的沉淀洗涤，烘干，在400°C下煅烧2小时，制得样品为Bi2WO6-AgBi (WO4)2纳米材料。将硝酸银的量调整为Ommol，其余步骤不变，制得Bi2WO6纳米材料。
[0024]实施例3
[0025]将相同质量的不同的样品加入150mL含有浓度为6.67X 10_3g/L的甲基橙水溶液中，暗处理一个小时后，在可见光下照射，每5min取样，离心取上清液，利用紫外检测甲基橙的浓度，并计算其反应速率。结果如图3所示。
[0026]图3 表明相对于 Bi2WO6和 Bi 2ffO6-AgBi (WO4)2纳米材料，Bi 2ffO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料具有更好的催化活性。
[0027]实施例4
[0028]将一定量的Bi2TO6-Ag-AgBi (WO4)2样品加入150mL含有浓度为6.67X10 VL的甲基橙水溶液中，暗处理一个小时后，在可见光下照射，每5min取样。光照30min后，回收所用的催化剂，洗涤烘干后再次进行光降解实验，重复6次。利用紫外检测甲基橙的浓度。结果如图4所示。
[0029]图4表明Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料在6次重复实验后，仍有较好的催化性能，说明其具有很好的稳定性。
[0030]实施例5
[0031]将一定量的Bi2TO6-Ag-AgBi (WO4)2样品加入150mL含有浓度为6.67X10 VL的甲基橙水溶液中，暗处理一个小时后，在室外太阳光下照射，每5min取样。利用紫外检测甲基橙浓度。结果如图5所示。
[0032]图5表明Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2纳米材料在太阳光下反应1min左右甲基橙的降解率达到95.9%，具有非常优异的光催化性能。
【主权项】
1.一种Bi 2ffO6-Ag-AgBi (WO4) 2纳米材料的制备方法，其特征在于通过构造三元体系获得了高可见光催化活性的Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4)2材料，具体步骤如下: (1)Bi2WO6-Ag-AgBi(WO4)2纳米材料的制备方法:在含有1mmol的硝酸铋的烧杯中加入1mL 36%的乙酸溶液，搅拌30min，向上述溶液中逐滴滴加30mL含有1mmol钨酸钠的水溶液，搅拌30min后用氢氧化钠溶液调节pH为11，该溶液命名为溶液A ;将20mmol的硝酸银溶解在30mL的氢氧化钠溶液(ImM)中，滴加40mL 2 %的氨水溶液，搅拌30min，得到溶液B ;将溶液B滴加入溶液A中，搅拌30min后转移到200mL的密闭反应釜中，160°C加热20小时，将得到的沉淀洗涤，烘干，在400°C下煅烧2小时，得到灰色粉末为Bi2WO6-Ag-AgBi (WO4) 2纳米材料； (2)使用方法:将合成的三元体系催化剂加入到待降解污染物废水中，在可见光下光照降解有机物。
【专利摘要】本发明涉及一种三元Bi2WO6-Ag-AgBi(WO4)2纳米材料及其可见光催化降解有机物的方法。本方法发明制备的Bi2WO6-Ag-AgBi(WO4)2纳米材料环境友好，制备方法简单，稳定性好，能够在可见光下进行有机物的光催化降解，可多次重复利用。在实际的室外阳光条件下，催化降解效果突出，应用前景广阔。
【IPC分类】C02F1-30, B01J23-68
【公开号】CN104525199
【申请号】CN201410765895
【发明人】董玉明, 张晶晶, 陆可钰, 蒋平平, 冯翠云, 王光丽
【申请人】江南大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月11日