CN109865517A - 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109865517A CN109865517A CN201910159578.4A CN201910159578A CN109865517A CN 109865517 A CN109865517 A CN 109865517A CN 201910159578 A CN201910159578 A CN 201910159578A CN 109865517 A CN109865517 A CN 109865517A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bismuth tungstate
- magnetic
- preparation
- bismuth
- ferroso
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用，由钨酸铋光催化剂与磁性物质磁性四氧化三铁通过水热法复合制备而成；四氧化三铁与钨酸铋的复合，增大了颗粒的比表面积，增强其吸附性能；此外，钨酸铋和四氧化三铁的协同光敏化作用增强了复合物可见光吸收能力，拓宽了Bi2WO6对可见光的响应范围；促进电子—空穴分离，提高光催化活性，加快了Fe3O4/Bi2WO6对MC‑LR的光降解速率。四氧化三铁的加入使催化剂具有磁性，易于分离，提高催化剂的循环利用率；其纯度较高，结晶度较好，可应用于降解微囊藻毒素，为降解微囊藻毒素提供了新的技术途径，其制作简单，成本低廉，反应易于控制，具有很强的实用性和广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化剂，具体涉及一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
水体富营养化是目前我国水污染的重要形式之一，而蓝藻水华又是水体富营养化的具体表现。水中的藻细胞会在水华严重时破裂并且释放对人体健康造成危害的藻毒素，因此研究富营养化水体藻类水华污染控制成为重中之重。随着技术不断研发更新，光催化技术以其污染物降解完全，成本低，安全性高等优点备受瞩目。
Bi2WO6是一种简单的具有层状结构的钙钛矿型复合氧化物，其带隙较窄，可相应420-460nm的可见光，有较高的可见光催化活性，在可见光下能将有机污染物矿化，稳定性强，物理、化学特性良好，不易对环境产生污染。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光催化性能好、循环利用率高的磁性四氧化三铁/钨酸铋光催化剂。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种磁性钨酸铋光催化剂，复合组分包括：钨酸铋与四氧化三铁。
一种磁性钨酸铋光催化剂，所述钨酸铋与四氧化三铁的质量比为10:1-2:1
上述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将Fe3O4加入乙二醇中，搅拌，形成混合液A；
S2、向混合液A中加入硝酸铋溶液，搅拌，生成混合液B；
S3、将钨酸钠溶液加入混合液B中，搅拌，生成混合液C；
S4、调节混合液C的pH为酸性，并转移至反应釜中，置于烘箱内反应，得混合液D；
S5、冷却混合液D后离心，洗涤沉淀物后干燥、研磨，得到磁性四氧化三铁/钨酸铋光催化剂。
上述步骤S1中Fe3O4的质量为0.1-1.5g，搅拌方式为磁力搅拌。
上述步骤S2中硝酸铋溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，搅拌方式为磁力搅拌。
上述步骤S3中钨酸钠溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，加入方式滴加，搅拌方式为剧烈搅拌。
上述步骤S4中PH调节液为1mol/L的硝酸，调节后的PH值为1-3；烘箱温度为140℃，反应时间为20h。
上述步骤S5中干燥温度为100℃，干燥时间为1h。
上述的一种磁性钨酸铋光催化剂，其特征在于，应用于降解微囊藻毒素。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种磁性钨酸铋光催化剂，由钨酸铋(Bi2WO6)光催化剂与磁性物质磁性四氧化三铁通过水热法复合制备而成；四氧化三铁与钨酸铋的复合，增大了颗粒的比表面积，增强其吸附性能；此外，钨酸铋和四氧化三铁的协同光敏化作用增强了复合物可见光吸收能力，拓宽了Bi2WO6对可见光的响应范围；促进电子—空穴分离，提高光催化活性，加快了Fe3O4/Bi2WO6对MC-LR的光降解速率；四氧化三铁的加入使催化剂具有磁性，易于分离，提高催化剂的循环利用率；
本发明的一种磁性钨酸铋光催化剂，通过水热法复合成的Fe3O4/Bi2WO6纯度较高，结晶度较好，可应用于降解微囊藻毒素，为降解微囊藻毒素提供了新的技术途径，其制作简单，成本低廉，反应易于控制，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的实施例制备的不同质量比的磁性Fe3O4/Bi2WO6光催化剂和纯Bi2WO6的XRD图谱。
图2为本发明的实施例制备的不同质量比的磁性Fe3O4/Bi2WO6光催化剂和纯Bi2WO6紫外—可见漫反射图。
图3为本发明的实施例制备的不同质量比的磁性Fe3O4/Bi2WO6光催化剂与钨酸铋催化剂光催化性能的比较。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明所使用的试剂均为市购。
本发明所使用的检测仪器有：
1、日本日立公司生产的S-4800扫描电子显微镜观察样品的微观形貌，加速电压为3.0kV。
2、日本岛津的UV-3600紫外-可见分光光度计检测分析样品的吸光性能。以BaSO4作标准参照物，检测器狭缝宽度为20nm，测试波长范围为200～800nm。
实施例1
称取0.21g Fe3O4加入25mL乙二醇溶液中，磁力搅拌15min，加入30mL 0.2mol/L Bi(NO3)3溶液，混合搅拌20min后，逐滴加入30mL 0.1mol/L Na2WO4溶液，激烈搅拌10min，用1mol/L HNO3调节pH为1，将混合液转移到100mL聚四氟乙烯反应釜中，放入烘箱中于140℃反应20h。
然后，将冷却后的混合液于10000r/min转速下离心15min，沉淀物用去离子水洗涤三遍，接着放入真空干燥箱100℃干燥1h。研磨后得到Bi2WO6和Fe3O4质量比为10:1的Fe3O4/Bi2WO6复合催化剂。
实施例2
称取0.42g Fe3O4加入25mL乙二醇溶液中，磁力搅拌15min，加入30mL 0.2mol/L Bi(NO3)3溶液，混合搅拌20min后，逐滴加入30mL 0.1mol/L Na2WO4溶液，激烈搅拌10min，用1mol/L HNO3调节pH为1，将混合液转移到100mL聚四氟乙烯反应釜中，放入烘箱中于140℃反应20h。然后将冷却后的混合液于10000r/min转速下离心15min，沉淀物用去离子水洗涤三遍，接着放入真空干燥箱100℃干燥1h。研磨后得到Bi2WO6和Fe3O4质量比为5:1的Fe3O4/Bi2WO6复合催化剂。
实施例3
称取0.69g Fe3O4加入25mL乙二醇溶液中，磁力搅拌15min，加入30mL 0.2mol/L Bi(NO3)3溶液，混合搅拌20min后，逐滴加入30mL 0.1mol/L Na2WO4溶液，激烈搅拌10min，用1mol/L HNO3调节pH为1，将混合液转移到100mL聚四氟乙烯反应釜中，放入烘箱中于140℃反应20h。然后将冷却后的混合液于10000r/min转速下离心15min，沉淀物用去离子水洗涤三遍，接着放入真空干燥箱100℃干燥1h。研磨后得到Bi2WO6和Fe3O4质量比为3:1的Fe3O4/Bi2WO6复合催化剂。
实施例4
称取1.05g Fe3O4加入25mL乙二醇溶液中，磁力搅拌15min，加入30mL 0.2mol/L Bi(NO3)3溶液，混合搅拌20min后，逐滴加入30mL 0.1mol/L Na2WO4溶液，激烈搅拌10min，用1mol/L HNO3调节pH为1，将混合液转移到100mL聚四氟乙烯反应釜中，放入烘箱中于140℃反应20h。然后将冷却后的混合液于10000r/min转速下离心15min，沉淀物用去离子水洗涤三遍，接着放入真空干燥箱100℃干燥1h。研磨后得到Bi2WO6和Fe3O4质量比2:1的Fe3O4/Bi2WO6复合催化剂。
如图1所示，为实施例1-4制备的不同质量比的磁性Fe3O4/Bi2WO6光催化剂和纯Bi2WO6的XRD图谱。
从图中可以看出，Bi2WO6对应的衍射峰位于28.3°、32.9°、47.1°、55.9°、58.6°处，与标准Bi2WO6的衍射图谱(JCPDS No.73-1126)相一致，晶型结构为斜方晶系。随着Fe3O4含量的增加，对应于Fe3O4的衍射峰强度逐渐增强，而对应Bi2WO6的衍射峰强度逐渐减弱。
如图2所示，为实施例1-4制备的不同质量比的磁性Fe3O4/Bi2WO6光催化剂和纯Bi2WO6紫外—可见漫反射图。
从图中可以看出，纯Bi2WO6的光吸收边缘在460nm左右，而Fe3O4/Bi2WO6的吸光波长拓宽至近800nm，几乎在整个可见光区域都有较强吸收，随着Fe3O4复合量的增加，在可见光区的吸光强度随之增加。
光催化性能测试：
Fe3O4/Bi2WO6对MC-LR的可见光催化性能研究是利用双层夹套烧杯这一简易装置完成的，将型号为GXGXZ500的氙灯光源固定于烧杯上方，截止滤光片(>420nm)覆于烧杯之上。
取5mL，2mg/L的MC-LR溶液于试管中，加入0.05g Fe3O4/Bi2WO6光催化剂。将反应置于暗处搅拌30min，达到吸附平衡，而后再进行光反应。光反应开始后，每间隔10min取0.5mL反应液过0.45μm膜，并用乙腈定容至1mL，用HPLC分析溶液中MC-LR的溶度。
如图3所示，为不同质量比的磁性Fe3O4/Bi2WO6光催化剂与钨酸铋催化剂光催化性能的比较。
从图中可以看出，随着Fe3O4复合比例的增大，复合催化剂的光催化活性也逐渐提高，质量比为3:1的Fe3O4/Bi2WO6的降解效率最高，质量比为2:1的Fe3O4/Bi2WO6的降解效率反而降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种磁性钨酸铋光催化剂，其特征在于，复合组分包括：钨酸铋与四氧化三铁。
2.一种磁性钨酸铋光催化剂，其特征在于，所述钨酸铋与四氧化三铁的质量比为10:1-2:1。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将Fe3O4加入乙二醇中，搅拌，形成混合液A；
S2、向混合液A中加入硝酸铋溶液，搅拌，生成混合液B；
S3、将钨酸钠溶液加入混合液B中，搅拌，生成混合液C；
S4、调节混合液C的pH为酸性，并转移至反应釜中，置于烘箱内反应，得混合液D；
S5、冷却混合液D后离心，洗涤沉淀物后干燥、研磨，得到磁性四氧化三铁/钨酸铋光催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中Fe3O4的质量为0.1-1.5g，搅拌方式为磁力搅拌。
5.根据权利要求3所述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中硝酸铋溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，搅拌方式为磁力搅拌。
6.根据权利要求3所述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中钨酸钠溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，加入方式滴加，搅拌方式为剧烈搅拌。
7.根据权利要求3所述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中PH调节液为1mol/L的硝酸，调节后的PH值为1-3；烘箱温度为140℃，反应时间为20h。
8.根据权利要求3所述的一种磁性钨酸铋光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中干燥温度为100℃，干燥时间为1h。
9.根据权利要求1所述的一种磁性钨酸铋光催化剂，其特征在于，应用于降解微囊藻毒素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910159578.4A CN109865517A (zh) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910159578.4A CN109865517A (zh) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109865517A true CN109865517A (zh) | 2019-06-11 |
Family
ID=66919655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910159578.4A Pending CN109865517A (zh) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109865517A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2022051898A1 (zh) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | 东莞理工学院 | 磁性复合光催化剂及其制备方法和在抗生素废水处理中的应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106140189A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-23 | 吉林化工学院 | 具有磁性Fe3O4@Bi2WO6可见光催化剂的制备方法 |
| CN108654632A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-10-16 | 河海大学 | 一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法 |
| CN109107579A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-01 | 中国计量大学 | 一种可磁分离钨酸铋复合材料的制备方法 |
-
2019
- 2019-03-04 CN CN201910159578.4A patent/CN109865517A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106140189A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-23 | 吉林化工学院 | 具有磁性Fe3O4@Bi2WO6可见光催化剂的制备方法 |
| CN108654632A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-10-16 | 河海大学 | 一种用于降解微囊藻毒素的Bi2WO6/Fe3O4光催化剂的制备方法 |
| CN109107579A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-01 | 中国计量大学 | 一种可磁分离钨酸铋复合材料的制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022051898A1 (zh) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | 东莞理工学院 | 磁性复合光催化剂及其制备方法和在抗生素废水处理中的应用 |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Solvothermal synthesis of CoO/BiVO4 pn heterojunction with micro-nano spherical structure for enhanced visible light photocatalytic activity towards degradation of tetracycline | |
| CN110180548A (zh) | 一维氧化铟中空纳米管/二维铁酸锌纳米片异质结复合材料及其在去除水体污染物中的应用 | |
| Wu et al. | CeO2/Co3O4 porous nanosheet prepared using rose petal as biotemplate for photo-catalytic degradation of organic contaminants | |
| CN105749903B (zh) | MgZnCr-TiO2类水滑石可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106111108B (zh) | 一种掺杂纳米氧化锌的制备方法及其在光催化方向的应用 | |
| CN106423153B (zh) | 掺银二氧化钛纳米管的制备方法及氧气指示剂 | |
| CN107754822A (zh) | 一种基于CdSe/BiOCl复合光催化剂的制备及其应用 | |
| CN108311164A (zh) | 一种铁改性光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN108311162A (zh) | 一种ZnO/BiOI异质结光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN109806889A (zh) | 一种二硫化钼/四氧化三铁磁性纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| Zhou et al. | Fabrication of Z-scheme heterojunction g-C3N4/Yb3+-Bi5O7I photocatalysts with enhanced photocatalytic performance under visible irradiation for Hg0 removal | |
| CN103230802A (zh) | 一种可见光响应的复合光催化剂的制备方法及其除砷方法 | |
| CN110479316A (zh) | 一种α-三氧化钼@二硫化钼材料、制备方法及其应用 | |
| CN109865517A (zh) | 一种磁性钨酸铋光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN101947439B (zh) | 一种室内空气净化剂及其制备方法 | |
| Zhao et al. | Novel Bi2S3/Bi2WO6 nanomaterials with 2D/3D spatial structure stably degrade veterinary antibiotics under visible light | |
| Liu et al. | Optimal monolayer WO3 nanosheets/TiO2 heterostructure and its photocatalytic performance under solar light | |
| CN107597093B (zh) | 一种纳米颗粒自组装芍药状La3+掺杂ZnO及其制备方法和应用 | |
| CN106179419A (zh) | 一种二维磁性纳米光催化剂的制备方法 | |
| Basaleh et al. | MnCo2O4@ ZrO2 nanocomposites prepared via facile route toward photoreduction of Hg (II) ions | |
| CN104591264A (zh) | 一种氧化铟纳米球及其制备方法 | |
| Ma et al. | CeVO4 nanoparticle coupled with Ag/AgBr as an efficient plasmonic photocatalyst for degradation of rhodamine B: construction, characterization, and mechanism insight | |
| CN108636457B (zh) | 一种可用于光催化剂的APTES-Sb2WO6-GQDs复合材料的制备方法 | |
| CN109012653A (zh) | 一种铋酸锂-氧化铋光催化材料及其制备方法 | |
| CN108554427A (zh) | 一种In2O3/BiOI半导体复合光催化剂及其制备方法和用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190611 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |