CN108654632A - 一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，本发明的制备方法是通过水热法将钨酸铋(Bi2WO6)和四氧化三铁(Fe3O4)复合得到纳米材料，有效地增加了光催化剂的比表面积，从而提高其吸附性能；另外，钨酸铋和四氧化三铁的相互作用实现了过渡金属元素Fe的掺杂，大大减小了钨酸铋的禁带宽度，拓宽了Bi2WO6对可见光的响应范围；抑制了电子‑空穴复合，增强了电子的传递速率，有效地使电子和空穴分离，实现了光催化剂在可见光下对微囊藻毒素的降解。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，属于光催化剂技术领域。
背景技术
水体富营养化的日益严重导致藻类的大量繁殖，加剧了水华污染。近年来，太湖、巢湖等湖泊的蓝藻爆发越来越严重，在水面形成蓝绿色湖靛，散发出难闻气味，并释放出藻毒素，破坏水体生态平衡，甚至危害人体健康。微囊藻毒素(MCs)是一类具有高毒性的藻类代谢产物，具有强烈的肝脏毒性，对人体产生潜在危害。同时，水华水体中的MCs已被广泛报道。由于MCs具有较强的化学稳定性，常规水处理工艺很难将其有效脱除。因此，去除水体中的MCs新技术与新方法的研究具有重要意义。
光催化技术具有操作简便、能耗低、反应条件温和、无二次污染等优点，已被广泛应用于有机污染物的降解过程中。TiO2是迄今为止研究最多、应用最广的半导体光催化剂。尽管有化学性质稳定、无毒无害、易制备、催化效率高及无二次污染等优势，但作为一种宽带隙半导体材料，它只能吸收整个太阳光谱中不到的紫外光，太阳能利用率很低，且光生电子空穴对的复合速率很快，量子效率低，因而大大限制了它的实际应用。
Bi2WO6是一种简单的具有层状结构的钙钛矿型复合氧化物，其禁带宽度较窄，能够对可见光响应,并显示出较高的可见光催化活性。将Fe3O4与Bi2WO6复合，可以制备出具有核壳结构的铁磁改性光催化剂，可通过外加磁场直接有效吸附回收，解决了粉末光催化剂难回收的问题。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，该方法制得的光催化剂在可见光下能通过光催化作用降解微囊藻毒素。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将一定量的五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中，配置成0.2mol/L的硝酸铋溶液；将一定量的二水合钨酸钠溶于氢氧化钠溶液中，配置成0.1mol/L的钨酸钠溶液；
步骤2，将一定量的四氧化三铁溶于一定体积的乙二醇中，搅拌一定时间使其充分溶解；
步骤3，在不断搅拌条件下，先后将一定量步骤1的硝酸铋溶液和一定量步骤1的钨酸钠溶液加入步骤2的四氧化三铁溶解液中；
步骤4，用硝酸溶液将步骤3的混合液调节pH至1.0，转移到反应釜中反应一段时间，将反应所得产物离心后用去离子水洗涤并烘干研磨得到Bi2WO6/Fe3O4光催化剂。
其中，步骤1中，所述硝酸溶液的摩尔浓度为1mol/L，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为1mol/L。
其中，步骤2中，所述钨酸铋与加入其中的四氧化三铁质量比分别为10：1、5：1、3：1、2：1。
其中，步骤3中，所述硝酸铋溶液与钨酸钠溶液的体积比为1：1。
其中，步骤4中，所述反应釜的温度为140℃，时间为20h。
其中，步骤4中，所述离心时间10min。
其中，步骤4中，所述烘干温度为100℃，时间为5h。
相比于现有技术，本发明技术方案具有的有益效果为：
本发明的制备方法是通过水热法将钨酸铋(Bi2WO6)和四氧化三铁(Fe3O4)复合得到纳米材料，有效地增加了光催化剂的比表面积，从而提高其吸附性能；另外，钨酸铋和四氧化三铁的相互作用实现了过渡金属元素Fe的掺杂，大大减小了钨酸铋的禁带宽度，拓宽了Bi2WO6对可见光的响应范围；抑制了电子-空穴复合，增强了电子的传递速率，有效的使电子和空穴分离，实现了光催化剂在可见光下对微囊藻毒素的降解。
附图说明
图1为本发明Bi2WO6/Fe3O4光催化剂制备方法的工艺流程图；
图2为本发明不同质量比的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂对微囊藻毒素的降解效果对比图；
图3为质量比为5：1的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的XRD表征图；
图4为质量比为5：1的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的氮吸附脱附等温线图；
图5为质量比为5：1的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的孔径分布图；
图6为不同质量比的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的比表面积分析结果。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。
实施例1
如图1所示，一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将24.25g五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.2mol/L的硝酸铋溶液；将8.2562g二水合钨酸钠溶于氢氧化钠溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.1mol/L的钨酸钠溶液；
步骤2，将0.20934g四氧化三铁溶于25mL乙二醇中，搅拌20min使其充分溶解；
步骤3，在不断搅拌条件下，先后将30mL步骤1的硝酸铋溶液和30mL步骤1的钨酸钠溶液加入步骤2的四氧化三铁溶解液中，搅拌30min使其充分溶解；
步骤4，用1mol/L硝酸溶液将步骤3的混合液调节pH至1.0，转移到100mL反应釜中，在140℃下反应20h，将反应所得产物离心10min，用去离子水洗涤并于100℃烘5h，研磨得到Bi2WO6/Fe3O4光催化剂。
实施例2
一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将24.25g五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.2mol/L的硝酸铋溶液；将8.2562g二水合钨酸钠溶于氢氧化钠溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.1mol/L的钨酸钠溶液；
步骤2，将0.41868g四氧化三铁溶于25mL乙二醇中，搅拌20min使其充分溶解；
步骤3，在不断搅拌条件下，先后将30mL步骤1的硝酸铋溶液和30mL步骤1的钨酸钠溶液加入步骤2的四氧化三铁溶解液中，搅拌30min使其充分溶解；
步骤4，用1mol/L硝酸溶液将步骤3的混合液调节pH至1.0，转移到100mL反应釜中，在140℃下反应20h，将反应所得产物离心10min，用去离子水洗涤并于100℃烘5h，研磨得到Bi2WO6/Fe3O4光催化剂。
实施例3
一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将24.25g五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.2mol/L的硝酸铋溶液；将8.2562g二水合钨酸钠溶于氢氧化钠溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.1mol/L的钨酸钠溶液；
步骤2，将0.6978g四氧化三铁溶于25mL乙二醇中，搅拌20min使其充分溶解；
步骤3，在不断搅拌条件下，先后将30mL步骤1的硝酸铋溶液和30mL步骤1的钨酸钠溶液加入步骤2的四氧化三铁溶解液中，搅拌30min使其充分溶解；
步骤4，用1mol/L硝酸溶液将步骤3的混合液调节pH至1.0，转移到100mL反应釜中，在140℃下反应20h，将反应所得产物离心10min，用去离子水洗涤并于100℃烘5h，研磨得到Bi2WO6/Fe3O4光催化剂。
实施例4
一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将24.25g五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.2mol/L的硝酸铋溶液；将8.2562g二水合钨酸钠溶于氢氧化钠溶液中，于250mL容量瓶中定容，配置成0.1mol/L的钨酸钠溶液；
步骤2，将1.0467g四氧化三铁溶于25mL乙二醇中，搅拌20min使其充分溶解；
步骤3，在不断搅拌条件下，先后将30mL步骤1的硝酸铋溶液和30mL步骤1的钨酸钠溶液加入步骤2的四氧化三铁溶解液中，搅拌30min使其充分溶解；
步骤4，用1mol/L硝酸溶液将步骤3的混合液调节pH至1.0，转移到100mL反应釜中，在140℃下反应20h，将反应所得产物离心10min，用去离子水洗涤并于100℃烘5h，研磨得到Bi2WO6/Fe3O4光催化剂。
分别测量实施例1～4制备的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂以及纯Bi2WO6光催化剂对微囊藻毒素的光催化降解去除能力：
取4mL微囊藻毒素初始浓度为2mg/L的溶液，加入0.04g实施例1制备的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂，恒温振荡20min后取上清液待测。待吸附达到平衡后，500W管型长弧氙灯照射，开始光催化实验，前20分钟每隔10min取一次样，取2次；之后每隔20min取一次样，取3次。共取6个样，绘制MC-LR的降解曲线图，如图2。
取4mL微囊藻毒素初始浓度为2mg/L的溶液，加入0.04g实施例2制备的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂，恒温振荡20min后取上清液待测。待吸附达到平衡后，500W管型长弧氙灯照射，开始光催化实验，前20分钟每隔10min取一次样，取2次；之后每隔20min取一次样，取3次。共取6个样，绘制MC-LR的降解曲线图，如图2。
取4mL微囊藻毒素初始浓度为2mg/L的溶液，加入0.04g实施例3制备的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂，恒温振荡20min后取上清液待测。待吸附达到平衡后，500W管型长弧氙灯照射，开始光催化实验，前20分钟每隔10min取一次样，取2次；之后每隔20min取一次样，取3次。共取6个样，绘制MC-LR的降解曲线图，如图2。
取4mL微囊藻毒素初始浓度为2mg/L的溶液，加入0.04g实施例4制备的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂，恒温振荡20min后取上清液待测。待吸附达到平衡后，500W管型长弧氙灯照射，开始光催化实验，前20分钟每隔10min取一次样，取2次；之后每隔20min取一次样，取3次。共取6个样，绘制MC-LR的降解曲线图，如图2。
取4mL微囊藻毒素初始浓度为2mg/L的溶液，加入0.04g纯Bi2WO6光催化剂，恒温振荡20min后取上清液待测。待吸附达到平衡后，500W管型长弧氙灯照射，开始光催化实验，前20分钟每隔10min取一次样，取2次；之后每隔20min取一次样，取3次。共取6个样，绘制MC-LR的降解曲线图，如图2。
图2为不同质量比的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6催化剂对MC-LR的降解曲线。吸附20min后，MC-LR浓度和初始浓度的比值分别为0.85、0.76、0.81、0.86、0.84，计算去除率分别为15％、24％、19％、14％、16％；可见光照射80min后，MC-LR的浓度和初始浓度的比值分别为0.34、0.17、0.24、0.41、0.32，计算去除率分别为66％、83％、76％、59％、68％。数据表明，改性后所得的质量比为5：1的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂吸附效果和光催化效果均表现最优。
图4为质量比为5：1的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的氮吸附脱附等温线图，由图中可看出，等温线为典型的Ⅳ型曲线，表明材料的介孔性质。
图5为质量比为5：1的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的孔径分布图，由图可知两种催化剂的孔径分布都在10nm左右。
图6为四种质量比的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的比表面积分析结果，复合Fe3O4后Bi2WO6的比表面积增加18cm2g-1左右，比表面积的增加使得光催化剂的催化性能进一步提高。
本发明的光催化剂是通过水热法将钨酸铋(Bi2WO6)和四氧化三铁(Fe3O4)复合得到纳米材料，有效地增加了光催化剂的比表面积，从而提高其吸附性能；另外，钨酸铋和四氧化三铁的相互作用实现了过渡金属元素Fe的掺杂，大大减小了钨酸铋的禁带宽度，拓宽了Bi2WO6对可见光的响应范围；本发明方法所制得的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂不仅比表面积增加，催化剂吸附性能提高，还抑制了电子-空穴复合，增强了电子的传递速率，有效地使电子和空穴分离，实现了对微囊藻毒素的降解。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。
Claims (7)
1.一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将一定量的五水合硝酸铋溶于硝酸溶液中，配置成0.2mol/L的硝酸铋溶液；将一定量的二水合钨酸钠溶于氢氧化钠溶液中，配置成0.1mol/L的钨酸钠溶液；
步骤2，将一定量的四氧化三铁溶于一定体积的乙二醇中，搅拌一定时间使其充分溶解；
步骤3，在不断搅拌条件下，先后将一定量步骤1的硝酸铋溶液和一定量步骤1的钨酸钠溶液加入步骤2的四氧化三铁溶解液中；
步骤4，用硝酸溶液将步骤3的混合液调节pH至1.0，转移到反应釜中反应一段时间，将反应所得产物离心后用去离子水洗涤并烘干研磨得到Bi2WO6/Fe3O4光催化剂。
2.根据权利要求1所述Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述硝酸溶液的摩尔浓度为1mol/L，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为1mol/L。
3.根据权利要求1所述Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述钨酸铋与加入其中的四氧化三铁的质量比分别为10：1、5：1、3：1、2：1。
4.根据权利要求1所述Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述硝酸铋溶液与钨酸钠溶液的体积比为1：1。
5.根据权利要求1所述Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述反应釜的温度为140℃，时间为20h。
6.根据权利要求1所述Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述离心时间10min。
7.根据权利要求1所述Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述烘干温度为100℃，时间为5h。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109865517A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-11 | 河海大学 | 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN111012927A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-17 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 多孔纳米片层结构诊疗探针的制备方法及其产品和应用 |
| CN112871183A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-01 | 徐州工程学院 | 一种铋/钨酸铋/四氧化三铁复合光催化剂的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500390B (zh) * | 2011-11-17 | 2013-08-14 | 陕西科技大学 | 一种氧化铁/钨酸铋复合光催化剂的制备方法 |
| CN102773105B (zh) * | 2012-08-06 | 2013-12-11 | 河南师范大学 | 一种负载型钨酸铋光催化剂及其制备方法 |
-
2018
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500390B (zh) * | 2011-11-17 | 2013-08-14 | 陕西科技大学 | 一种氧化铁/钨酸铋复合光催化剂的制备方法 |
| CN102773105B (zh) * | 2012-08-06 | 2013-12-11 | 河南师范大学 | 一种负载型钨酸铋光催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| GUOQIANG SHAN ETAL.: "Highly active magnetic bismuth tungstate/magnetite composite under visible light irradiation in the presence of hydrogen peroxide", 《JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE》 * |
| 陈鹏等: "水华蓝藻中微囊藻毒素的提取及其光催化降解", 《科学通报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109865517A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-11 | 河海大学 | 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN111012927A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-17 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 多孔纳米片层结构诊疗探针的制备方法及其产品和应用 |
| CN112871183A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-01 | 徐州工程学院 | 一种铋/钨酸铋/四氧化三铁复合光催化剂的制备方法 |
| CN112871183B (zh) * | 2021-02-20 | 2023-07-25 | 徐州工程学院 | 一种铋/钨酸铋/四氧化三铁复合光催化剂的制备方法 |
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