CN108940300A - 一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途 - Google Patents
一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途 Download PDFInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Abstract
本发明属于环境材料制备技术领域，提供了一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途。该制备方法步骤如下：步骤1、桃花前驱体处理；步骤2、生物质碳量子点的制备；步骤3、Bi2WO6的制备；步骤4、CQDs/Bi2WO6的制备；步骤5、Cu2O前驱体的制备步骤6、Cu2O@CQDs/Bi2WO6的制备。碳材料具有良好的导电性，同时碳量子点具有上转换效应，碳量子点的引入与Bi2WO6的协同作用并且负载氧化亚铜窄带隙半导体，极大地提高了光催化效果，使得本发明制备的三元复合光催化剂Cu2O@CQDs/Bi2WO6具有良好的光催化活性。
Description
技术领域
本发明属于环境材料制备技术领域，具体涉及一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途。
背景技术
环境污染和能源短缺是近十年来世界上两个热点问题。有机污染物和有毒污染物对人体健康有害，阻碍可持续健康发展，特别是由于医药行业快速发展和现代医疗技术的迅速发展而导致的特殊抗菌药物污染现已成为公共卫生机构的重大危机。光催化技术作为降解各种抗生素污染物的最有前途的解决方案之一，光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术，从Fujishima等于1972年发表了TiO2单晶电解水制氢的研究论文后,光催化反应引起化学、物理、材料、环境保护等领域许多学者的重视.近十多年来,各国的环境科学工作者以半导体为催化剂的光催化技术处理方法,对印染废水处理的可行性进行了大量研究。从研究结果和现状来看,该方法对单一染料和实际印染废水处理的效果已被公认。这主要是由于光催化氧化法具有很强的氧化能力，最终使有机污染物完全氧化分解。光催化法具有结构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染等优点。
基于半导体的多相光催化已经收到各界研究者的广泛关注,因为它是一种可以将水分解成氧气和氢气的绿色技术，在日光照射下彻底消除各种污染物、细菌和病毒，有利于世界能源和环境问题改善。半导体光催化剂包括金属氧化物，硫化物，卤化物，有机金属配合物和其他无金属光催化剂，如二氧化钛，氧化铁，氧化锌，硒化镉和石墨碳氮化物等各种半导体已被广泛研究和利用在许多光催化应用中，有机污染物的降解，CO2的光催化转化和水的光催化分解以产生H2。
根据能带理论，半导体能带是由充满电子且能量较低的价带(VB)和能量较高的空的导带(CB)构成，在导带和价带之间的区域则被称为禁带，禁带宽度的大小是影响半导体材料光催化性质的重要因素。由于半导体的能带是不连续的，当其受到等于或大于禁带宽度(Eg)的能量激发时，价带上能量较低电子吸收能量被激发跃迁到导带，形成带负电的电子。同时，在价带留下带正电的空穴，生成电子-空穴对。在一定条件下光生电子-空穴与半导体表面的H2O，O2等作用产生活性很强的·OH，·O2 -自由基。这些活性自由基通过与污染物分子的相互作用，能够将其分解为无害、无毒小分子化合物甚至完全矿化。
钨酸盐材料在闪烁材料、光导纤维、光致发光物质、微波应用、湿度传感器、磁性器件、催化剂和缓蚀剂等方面具有良好的应用前景，成为近几年研究的热点。自1999年Kudo等首次报道了钨酸铋(Bi2WO6)在波长大于420nm的可见光辐射下具有光催化活性后,Bi2WO6因其较窄的禁带宽度(约2.7eV),能被可见光激发并在可见光下具有较高的催化活性从而作为一种新型的光催化材料引起了越来越多的关注,如近期的研究发现在可见光响应下Bi2WO6能够有效地降解氯仿和乙醛等有害物质,并能有效降解染料废水。因此,Bi2WO6光催化材料的研究将为光催化去除和降解有机污染物开辟了一条新的途径,在环境净化和新能源开发方面具有非常重要的实用价值。
氧化亚铜(Cu2O)是一种众所周知的功能材料，因其在催化领域的潜在应用，杀菌剂，气体传感器,太阳能光伏电池,锂离子电池而被广泛研究。据报道，Cu(0)簇与Cu(I)分散在TiO2表面，赋予所得复合材料抗菌性能和挥发性有机化合物的高效可见光光氧化作用。此外，通过将Cu2O颗粒分散在氧化石墨烯上可以实现光催化活性和稳定性的提高。
近年来，生物质以其成本低廉、原料丰富和可再生性吸引了世界范围内的广泛关注。生物质是来自于大自然可循环利用可开发可再生的碳载体。以生物质为原料制备生物质碳材料，不仅可以节约成本，而且可以缓解因大量焚烧废弃的生物质而引起的环境污染问题。碳材料是重要的结构材料和功能材料,利用生物质原料制备各种碳材料,可以降低碳材料生产成本,实现碳材料的可持续发展，研究表明，碳基光催化剂对提高光催化活性起着巨大的作用。碳材料作为环保且廉价的原料，并且具有良好的导电性，能有效促进光生电子空穴对的分离。
在过去的几年中，越来越多的新兴碳材料如石墨烯，碳纳米纤维，碳纳米管，生物炭等在光催化应用中引起研究人员的关注。在这些已知的碳纳米材料中，碳量子点(CQDs)作为一种新型且环保的纳米碳材料构成了一类相对较新的零维纳米结构，其尺寸通常为2-10nm，最新应用在传感，生物成像，光电子学，药物输送，医学诊断，光伏器件光催化和电催化，由于其良好的生物相容性，低毒性，稳定，可调和强光致发光(PL)性能。不仅具有下转换的PL，CQDs也表现出优异的上转换，这使得CQDs能够充分利用太阳光或其表面缺陷相关的PL发射，这对光催化是非常有利的。一系列光催化实验证实，在可见光范围内引入CQDs使得光催化活性可以有效地改善，这可能归因于它们的光诱导电子接受性能。此外，这种钝化CQDs的发射覆盖了广泛的可见光区域，并延伸到近红外(NIR)区域。由于CQDs具有稳定的PL和优异的光致电子转移/储存性能，CQDs已与其他半导体结合，成功地促进了污染物降解和产氢的光催化活性，并通过将CQDs与贵金属，碳结合形成异质结构纳米材料或其他半导体已被迫切地用于提高最近的光催化剂的光催化效率。
目前，钨酸铋和生物质碳量子点负载半导体氧化亚铜三元复合光催化材料鲜有报道。
发明内容
本发明以桃花为原料，通过透析的方法制备生物质碳量子点，通过水热法将制备好的碳量子点加入到钨酸铋的前驱液中，合成CQDs/Bi2WO6二元复合光催化剂，将CQDs/Bi2WO6加入到氧化亚铜的前驱液中通过低温水浴的方法合成Cu2O@CQDs/Bi2WO6三元复合光催化剂，具有来源广，成本低等特点，并将其应用于降解四环素，性能稳定，极大提高了光催化效果。
本发明的技术方案是：
一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，步骤如下：
步骤1、桃花前驱体处理：
拾取凋零的桃花，用水洗涤，除去表面的泥垢与灰尘，再用去离子水洗涤，烘干，将其置于粉碎机中粉碎，过筛，得桃花粉末备用；
步骤2、生物质碳量子点的制备：
取步骤1得到的桃花粉末加入到去离子水中，磁力搅拌至分散均匀，将其置于不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，加热，待其冷却到室温，将产物置于透析袋中，将透析后的溶液蒸干，将其固体冷冻干燥，得到生物质碳量子点；
步骤3、Bi2WO6的制备：
将一定量的Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙酸中，磁力搅拌至其完全溶解，称为溶液A；
将一定量的Na2WO4·2H2O溶解在去离子水中，称为溶液B；
将溶液B滴加到溶液A中，并磁力搅拌称为溶液C；
将溶液C转移到不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，反应釜在180℃条件下加热25h，自然冷却到室温后，用去离子水和乙醇洗涤产物，通过离心分离沉淀物，将沉淀物置于真空烘箱中干燥备用，将其标记为Bi2WO6；
步骤4、CQDs/Bi2WO6的制备：
将步骤2中的生物质碳量子点加入到步骤3中的溶液C中，将得到的悬浮液超声处理，磁力搅拌后转移到不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，反应釜在一定条件下加热，自然冷却到室温后，用去离子水和乙醇洗涤产物，通过离心分离沉淀物，将沉淀物置于真空烘箱中干燥备用，将其标记为CQDs/Bi2WO6；
步骤5、Cu2O前驱体溶液的制备：
将一定量的CuCl2溶液加入到一定量的NaOH溶液中，再加入一定量的葡萄糖溶液；水浴加热反应；
步骤6、Cu2O@CQDs/Bi2WO6的制备：
将步骤4中的CQDs/Bi2WO6加入到步骤5中的Cu2O前驱液中，水浴加热，得到的产物进行干燥。
步骤1中，所述烘干温度为60～80℃。
步骤2中，所使用的桃花粉末、去离子水的用量比为1～5g：30～150mL。
步骤2中，所述水热反应温度为180℃，反应时间为4h。
步骤2中，所述的透析时间为24h,所述的蒸干的温度为100℃。
步骤3中，所使用的Bi(NO3)3·5H2O与乙酸的用量比为0.5～5g:15～150mL；所使用的Na2WO4·2H2O与去离子水的用量比为0.1～1g:20～200mL；
所述溶液B滴加到溶液A时，Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O的质量比为0.5～5g：0.1～1g。
步骤4中，所述的Bi2WO6与碳量子点的质量比为10：0.1～1。
步骤4中，所述的超声时间为1～5h，所述磁力搅拌反应的时间为2-5h，所述的真空干燥的温度为60-80℃。
步骤4中，反应釜中的反应温度为180℃，反应时间为25h。
步骤5中，所述CuCl2溶液的浓度为0.05mol/L，NaOH溶液的浓度为0.5mol/L，葡萄糖溶液的浓度为0.1mol/L；所述的CuCl2溶液、NaOH溶液和葡萄糖溶液的体积比为1：1：1。
步骤6中，CQDs/Bi2WO6与Cu2O的质量比为10：1。
步骤5和步骤6中，水浴加热的温度为50℃。
所述的方法制备Cu2O@CQDs/Bi2WO6的三元复合光催化剂用于光催化降解四环素。
本发明的有益效果为：
(1)以桃花为原料，制备生物质碳量子点，来源广，成本低，避免了资源的浪费。
(2)本发明所述的方法制备的Cu2O@CQDs/Bi2WO6三元复合光催化剂具有较好的光催化活性和稳定性。
附图说明
图1为实施例1所制备样品的XRD图；图1a分别为CQDs，Bi2WO6,Cu2O，的XRD曲线；图1b分别为CQDs/Bi2WO6和Cu2O@CQDs/Bi2WO6。
图2为实施例1所制备样品的SEM图；其中a，b图为Bi2WO6的SEM图；c,d图为Cu2O的SEM图；e，f图为Cu2O@CQDs/Bi2WO6的SEM图。
图3为实施例1所制备样品的mapping图；其中，a为Cu2O@CQDs/Bi2WO6的SEM图，b为C元素，c为Bi元素,d为W元素,e为O元素,f为Cu元素.
图4为实施例1所制备样品的UV-Vis DRS图,分别为Bi2WO6,Cu2O，CQDs/Bi2WO6和Cu2O@CQDs/Bi2WO6曲线。
图5为实施例1所制备样品的EIS图，分别为Bi2WO6,Cu2O，CQDs/Bi2WO6和Cu2O@CQDs/Bi2WO6曲线。
图6为Cu2O@CQDs/Bi2WO6的EDX能谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：
光催化活性评价：在D1型光化学反应仪(购自扬州大学教学仪器厂)中进行，将100mL20mg/L的四环素模拟废水加入反应瓶中，再加入磁子和0.05g光催化剂，打开可见光电源和曝气装置进行动态吸附，启动外接超级恒温水浴控制反应体系温度为30℃。到达吸附平衡后进行光照反应，每隔15min取样一次，离心分离，测上清液中四环素的浓度，通过C/C0来判断四环素的降解效果。其中，C0为吸附平衡后四环素的浓度，C为反应时间T时四环素的浓度。
本发明的步骤如下：
一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，步骤如下：
步骤1、桃花前驱体处理：
拾取凋零的桃花，用水洗涤，除去表面的泥垢与灰尘，再用去离子水洗涤，烘干，将其置于粉碎机中粉碎，过筛，得桃花粉末备用；
步骤2、生物质碳量子点的制备：
取步骤1得到的桃花粉末加入到去离子水中，磁力搅拌至分散均匀，将其置于100mL不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，加热，待其冷却到室温，将产物置于透析袋中，将透析后的溶液蒸干，将其固体冷冻干燥，得到生物质碳量子点。
步骤3、Bi2WO6的制备：
将一定量的Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙酸中，磁力搅拌至其完全溶解，称为溶液A；
将一定量的Na2WO4·2H2O溶解在去离子水中，称为溶液B；
将溶液B滴加到溶液A中，并磁力搅拌称为溶液C，将溶液C转移到不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，反应釜在一定条件下加热，自然冷却到室温后，用去离子水和乙醇洗涤产物，通过离心分离沉淀物，将沉淀物置于真空烘箱中干燥备用，将其标记为Bi2WO6；
步骤4、CQDs/Bi2WO6的制备：
将步骤2中的生物质碳量子点加入到步骤3中的溶液C中，将得到的悬浮液超声处理，磁力搅拌，将混合液转移到不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，反应釜在一定条件下加热，自然冷却到室温后，用去离子水和乙醇洗涤产物，通过离心分离沉淀物，将沉淀物置于真空烘箱中干燥备用，将其标记为CQDs/Bi2WO6。
步骤5、Cu2O前驱体溶液的制备：
将一定量的0.05mol/L的CuCl2溶液加入到一定量的0.5mol/L NaOH溶液中，再加入一定量的0.1mol/L葡萄糖溶液，水浴加热反应。
步骤6、Cu2O@CQDs/Bi2WO6的制备：
将步骤4中的CQDs/Bi2WO6加入到步骤5中的Cu2O前驱液中，水浴加热，得到的产物进行干燥。
实施例1：
步骤1中，所述所拾取的桃花的质量为200g。
步骤2中，所使用的桃花粉末用量为2g，所使用的去离子水的用量为60mL，磁力搅拌时间为1h，所述水热反应温度为180℃，反应时间为4h，透析时间为24h，蒸干的温度为100℃。
步骤3中，所使用的Bi(NO3)3·5H2O的用量为1.0g，所使用的乙酸的用量为30mL；所使用的Na2WO4·2H2O的用量为0.3g，去离子水的用量为60mL；所述加热温度为180℃，加热时间为25h。
步骤4，Bi2WO6的质量为1g,碳量子点的用量为0.05g，超声时间为1h，所述恒温下搅拌反应的时间为3h。
步骤5中0.05mol/L的CuCl2溶液的体积为20mL,0.5mol/L NaOH溶液的体积为20mL,0.1mol/L葡萄糖溶液的体积为20mL,该反应水浴加热的温度为50℃,产物进行干燥的温度为60℃。
步骤6中的CQDs/Bi2WO6的质量为1g,Cu2O的质量为0.1g,水浴加热的温度为50℃，产物干燥的温度为60℃。
取0.05g步骤6得到的Cu2O@CQDs/Bi2WO6加入到100mL含有20mg L-1四环素溶液的反应器中，30℃下避光搅拌达到吸附平衡；打开氙灯并曝气，每隔一段时间取样一次，每次取5mL，离心后取澄清液，并用紫外分光光计测定在波长为357nm处的吸光度值。
实施例2：
步骤1中，所述所拾取的桃花的质量为200g。
步骤2中，所使用的桃花粉末用量为1g，所使用的去离子水的用量为30mL，磁力搅拌时间为2h，所述水热反应温度为180℃，反应时间为4h，透析时间为24h，蒸干的温度为100℃。
步骤3中，所使用的Bi(NO3)3·5H2O的用量为0.5g，所使用的乙酸的用量为15mL；所使用的Na2WO4·2H2O的用量为0.1g，去离子水的用量为20mL；所述加热温度为180℃，加热时间为25h。
步骤4，Bi2WO6的质量为0.5g,碳量子点的用量为0.05g，超声时间为3h，所述恒温下搅拌反应的时间为2h。
步骤5中0.05mol/L的CuCl2溶液的体积为10mL,0.5mol/L NaOH溶液的体积为10mL,0.1mol/L葡萄糖溶液的体积为10mL,该反应水浴加热的温度为50℃,产物进行干燥的温度为60℃。
步骤6中的CQDs/Bi2WO6的质量为0.5g,Cu2O的质量为0.05g,水浴加热的温度为50℃，产物干燥的温度为60℃。
取0.05g步骤6得到的Cu2O@CQDs/Bi2WO6加入到100mL含有20mg L-1四环素溶液的反应器中，30℃下避光搅拌达到吸附平衡；打开氙灯并曝气，每隔一段时间取样一次，每次取5mL，离心后取澄清液，并用紫外分光光计测定在波长为357nm处的吸光度值。
实施例3：
步骤1中，所述所拾取的桃花的质量为200g。
步骤2中，所使用的桃花粉末用量为5g，所使用的去离子水的用量为150mL，磁力搅拌时间为3h，所述水热反应温度为180℃，反应时间为4h，透析时间为24h，蒸干的温度为100℃。
步骤3中，所使用的Bi(NO3)3·5H2O的用量为5.0g，所使用的乙酸的用量为150mL；所使用的Na2WO4·2H2O的用量为1.0g，去离子水的用量为200mL；所述加热温度为180℃，加热时间为25h。
步骤4，Bi2WO6的质量为5g,碳量子点的用量为0.05g，超声时间为5h，所述恒温下搅拌反应的时间为5h。
步骤5中0.05mol/L的CuCl2溶液的体积为50mL,0.5mol/L NaOH溶液的体积为50mL,0.1mol/L葡萄糖溶液的体积为50mL,该反应水浴加热的温度为50℃,产物进行干燥的温度为60℃。
步骤6中的CQDs/Bi2WO6的质量为2g,Cu2O的质量为0.2g,水浴加热的温度为50℃，产物干燥的温度为60℃。
取0.05g步骤6得到的Cu2O@CQDs/Bi2WO6加入到100mL含有20mg L-1四环素溶液的反应器中，30℃下避光搅拌达到吸附平衡；打开氙灯并曝气，每隔一段时间取样一次，每次取5mL，离心后取澄清液，并用紫外分光光计测定在波长为357nm处的吸光度值。
光催化活性评价：在DW-01型光化学反应仪中进行，可见光灯照射，将100mL 20mgL-1四环素模拟废水加入反应器中并测定其初始值，然后加入光催化剂，磁力搅拌并开启曝气装置通入空气保持催化剂处于悬浮或飘浮状态，暗吸附平衡后取样，光照过程中间隔20min取样分析，离心分离后取上层清液在分光光度计λmax＝357nm处测定吸光度，并通过公式：DC＝[(C0-Ci)/C0]×100％算出降解率，其中C0为达到吸附平衡时四环素的吸光度，Ci为定时取样测定的是四环素溶液的吸光度。
图1a所示为CQDs，Bi2WO6及Cu2O纯物质的X射线衍射图，从图中可以看出纯的Bi2WO6特征衍射峰对于纯Bi2WO6，不同的衍射峰位于28.5°、31.8°、47.1°、56°和58.5°处，对应于(1 3 1),(2 0 0),(2 0 2),(1 3 3)和(2 6 2)晶面Bi2WO6，这与所报道的数据(JCPDS卡33-0256)标准卡片吻合得很好。强和尖锐的衍射峰表明所制备的纯Bi2WO6的高结晶性。此外，对于Cu2O衍射峰，与氧化亚铜的纯立方相(JCPDS卡05-0667)标准卡片相对应。尖峰和强峰表明Cu2O样品具有较高的结晶度。此外，图1b为CQDs/Bi2WO6复合材料的XRD图谱，发现CQDs的特征衍射峰明显，表明CQDs/Bi2WO6复合材料成功合成。与CQD和Cu2O对应的典型衍射峰出现在复合材料中，没有观察到其它杂质的峰，表明成功制备了Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合材料。
图2所示为Bi2WO6(a,b),Cu2O(c,d)Cu2O@CQDs/Bi2WO6(e,f)的SEM图。对所制备的样品形貌进行了表征。对于Bi2WO6显示出了具有均匀尺寸的3D层状结构。在图2a-b中，可以得出结论，微球呈现出花状的多级结构，很明显，多级结构的外部由花状纳米片构成。因此，Bi2WO6三维花状微球结构是由二维纳米片相互重叠堆叠形成的。在图2c-d中，可以看出纯Cu2O颗粒以不规则立方体的形式分布。值得注意的是，图2e-f，Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合材料的良好分散性增加了活性位点相对于纯Bi2WO6和Cu2O。有利于光催化反应。
如图3所示是Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的mapping图，从图中可以看出，元素图谱分析的结果，我们可以清楚地看到C，Bi，W，O和Cu的存在。结果表明，成功合成了Cu2O@CQDs/Bi2WO6化合物。
如图4所示是样品的UV-vis谱图，紫外-可见吸收光谱对光催化剂的光学性质进行了评价。显示出了样品的紫外-可见吸收光谱。发现纯Bi2WO6的吸收光谱在约450nm处，表明它对可见光的响应较小。由于其窄的带隙，在紫外和可见光区域，Cu2O具有宽650nm的宽的光吸收。值得注意的是，随着Cu2O和CQDs的引入，与纯Bi2WO6相比，CQDs/Bi2WO6和Cu2O@CQDs/Bi2WO6在可见光区域的吸收强度逐渐提高。表明这些样品具有良好的可见光吸收。
如图5所示是样品的电化学阻抗谱(EIS)奈奎斯特谱图，研究了CQDs在光催化剂体系中引入对界面电荷载流子的影响。众所周知，较小的半圆形半径意味着更高的电荷转移效率。如图所示，Cu2O@CQDs/Bi2WO6材料的奈奎斯特曲线比其他电极小。Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合材料中的最低电子转移电阻这可以归因于电极与电接触界面上的电荷转移电阻。在Cu2O和Bi2WO6之间所形成的p-n异质结结构。可以有效地提高电子与空穴对的分离效率，导致更高的光电流响应和更优异的光降解活性。
如图6所示，通过对Cu2O@CQDs/Bi2WO6样品进行EDX光谱分析，观察到Cu、Bi、W、C和O元素的信号，这表明Bi2WO6表面上的CQDs成功负载，并进一步证明成功制备了Cu2O@CQDs/Bi2WO6。
Claims (10)
1.一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、桃花前驱体处
拾取凋零的桃花，用水洗涤，除去表面的泥垢与灰尘，再用去离子水洗涤，烘干，将其置于粉碎机中粉碎，过筛，得桃花粉末备用；
步骤2、生物质碳量子点的制备：
取步骤1得到的桃花粉末加入到去离子水中，磁力搅拌至分散均匀，将其置于不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，加热，待其冷却到室温，将产物置于透析袋中，将透析后的溶液蒸干，将其固体冷冻干燥，得到生物质碳量子点；
步骤3、Bi2WO6的制备：
将一定量的Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙酸中，磁力搅拌至其完全溶解，称为溶液A；
将一定量的Na2WO4·2H2O溶解在去离子水中，称为溶液B；
将溶液B滴加到溶液A中，并磁力搅拌称为溶液C；
步骤4、CQDs/Bi2WO6的制备：
将步骤2中的生物质碳量子点加入到步骤3中的溶液C中，将得到的悬浮液超声处理，磁力搅拌后转移到不锈钢聚四氟乙烯反应釜中，反应釜在一定条件下加热，自然冷却到室温后，用去离子水和乙醇洗涤产物，通过离心分离沉淀物，将沉淀物置于真空烘箱中干燥备用，将其标记为CQDs/Bi2WO6；
步骤5、Cu2O前驱体溶液的制备：
将一定量的CuCl2溶液加入到一定量的NaOH溶液中，再加入一定量的葡萄糖溶液；水浴加热反应；
步骤6、Cu2O@CQDs/Bi2WO6的制备：
将步骤4中的CQDs/Bi2WO6加入到步骤5中的Cu2O前驱液中，水浴加热，得到的产物进行干燥。
2.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述烘干温度为60～80℃。
3.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，所使用的桃花粉末、去离子水的用量比为1～5g：30～150mL；所述水热反应温度为180℃，反应时间为4h；所述的透析时间为24h,所述的蒸干的温度为100℃。
4.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，所使用的Bi(NO3)3·5H2O与乙酸的用量比为0.5～5g:15～150mL；所使用的Na2WO4·2H2O与去离子水的用量比为0.1～1g:20～200mL；
所述溶液B滴加到溶液A时，Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O的质量比为0.5～5g：0.1～1g。
5.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述的Bi2WO6与碳量子点的质量比为10：0.1～1。
6.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述的超声时间为1～5h，所述磁力搅拌反应的时间为2-5h，所述的真空干燥的温度为60-80℃；反应釜中的反应温度为180℃，反应时间为25h。
7.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述CuCl2溶液的浓度为0.05mol/L，NaOH溶液的浓度为0.5mol/L，葡萄糖溶液的浓度为0.1mol/L；所述的CuCl2溶液、NaOH溶液和葡萄糖溶液的体积比为1：1：1。
8.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤6中，CQDs/Bi2WO6与Cu2O的质量比为10：1。
9.根据权利要求1所述的一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤5和步骤6中，水浴加热的温度为50℃。
10.将权利要求1～9任意一项所述的方法制备的多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂用于光催化降解四环素的用途。
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