CN116139881B - 纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备及产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明所述一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，该方法的具体步骤为：将草酸溶于去离子水中，60～80℃条件下磁力搅拌1～2h，得溶液A；再将卤金酸、钨酸盐和可溶性硝酸铋加入到上述溶液A中，磁力搅拌1～2h，冷却至室温得溶液B；将B溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和四氢呋喃的混合溶液中，然后继续搅拌2～3h，将得到的溶液浇铸在90mm的培养皿上，放在烤箱中，在100℃陈化36～48h，得均匀膜；将均匀膜在惰性气氛条件下，在300～350℃加热5～7h再继续在650～750℃加热8～10h，得纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料。纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料在黑暗中首先对四环素的吸附达到平衡，然后在紫外光催化条件下，经过60min后，对四环素的降解达到99.2％。
Description
技术领域
本发明涉及纳米光催化材料及其制备和应用，具体为一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法及产品和应用。
背景技术
随着化学工业的发展，环境污染日益严重。印染废水的排放是造成水污染的重要原因之一。每年都有大量的商业染料排放，这些染料化学性质稳定，对生态环境造成巨大伤害。利用半导体氧化物材料在太阳光照射下能受激活化的特性，可有效的氧化降解有机物为二氧化碳和水等小分子。与传统的净化方法相比，半导体光催化技术具有反应条件温和、无二次污染、操作简单和降解效果明显等优点。二氧化钛是备受关注的光催化剂之一，其低毒、低成本、耐用、超亲水且具有优异的光化学稳定性。传统的二氧化钛光催化剂，禁带宽度为(3.03-3.2eV)，只对紫外光区的光有吸收，与传统的二氧化钛等半导体材料相比，钨酸铋(Bi2WO6)是一种间接带隙跃迁的半导体材料，具有较窄的禁带宽度(2.75-2.9eV)，吸收光的波长可延伸到可见光区域(450nm)，对光的利用率更高，且具有良好的化学稳定性。
本发明提供一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，以有效地抑制光生电子和空穴的复合,从而使多孔钨酸铋的光催化活性得以提高。通过聚合物稳定的液滴模板朝向调控纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料，并且多孔结构具有较大的比表面积，进一步提高材料的光催化性能。该制备工艺相对简单，易操作。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的纳米金负载多孔钨酸铋光催化材产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于通过聚合物稳定的液滴模板朝向调控纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料，该方法的具体步骤为：
(1)将草酸溶于去离子水中，60～80℃条件下磁力搅拌1～2h，得溶液A；
(2)再将卤金酸、钨酸盐和可溶性硝酸铋加入到上述溶液A中，其中，三者的摩尔量比为0.01～0.05：3：2，磁力搅拌1～2h，冷却至室温得溶液B；
(3)将B溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和四氢呋喃的混合溶液中，其中三者体积比为12～10：1：1，然后继续搅拌2～3h，将得到的溶液浇铸在90mm的培养皿上，放在烤箱中，在100℃陈化36～48h，得均匀膜；
(4)将均匀膜在惰性气氛条件下，在300～350℃加热5～7h再继续在650～750℃加热8～10h，得纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料。
优选的，所述步骤(2)中，其特征在于所述的卤金酸为氯金酸、氟金酸或溴金酸中的一种或其组合。
优选的，所述步骤(2)中，其特征在于所述的钨酸盐是钨酸钠、钨酸钾或钨酸铵中的一种或其组合。
优选的，所述步骤(4)中，其特征在于所述的惰性气氛为氩气或氮气中的一种或其组合。
本发明提供一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料，根据上述任一所述方法制备得到。
本发明提供一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料在废水处理中的应用作为催化剂对四环素进行降解的应用。
有益效果：
本发明提供一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，以有效地抑制光生电子和空穴的复合,从而使多孔钨酸铋的光催化活性得以提高。并且多孔结构具有较大的比表面积，进一步提高材料的光催化性能。该制备工艺相对简单，易操作。纳米金负载多孔钨酸铋在黑暗中首先对四环素的吸附达到平衡，然后在紫外光催化条件下，经过60min后，对四环素的降解达到99.8％。
附图说明
图1为实施例1的纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的SEM。
图2为实施例1的纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的紫外光催化降解图。
图3为实施例2的纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的紫外光催化降解图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
(1)将草酸溶于去离子水中，60℃条件下磁力搅拌2h，得溶液A；
(2)再将氯金酸、钨酸钠和可溶性硝酸铋加入到上述溶液A中，其中，三者的摩尔量比为0.01：3：2，磁力搅拌1h，冷却至室温得溶液B；
(3)将B溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和四氢呋喃的混合溶液中，其中三者体积比为12：1：1，然后继续搅拌3h，将得到的溶液浇铸在90mm的培养皿上，放在烤箱中，在100℃陈化36h，得均匀膜；
(4)将均匀膜在惰性气体氮气条件下，在300℃加热7h再继续在650℃加热10h，得纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料。
图1是纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的SEM，由图可知，多孔是线状交织而成的孔，具有较大的比表面积，更有利于提高材料的光催化性能。
图2是纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的紫外光催化降解图。纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料在黑暗中首先对四环素的吸附达到平衡，然后在紫外光催化条件下，经过60min后，对四环素的降解达到99％。
实施例2
(1)将草酸溶于去离子水中，80℃条件下磁力搅拌1h，得溶液A；
(2)再将氟金酸、钨酸钾和可溶性硝酸铋加入到上述溶液A中，其中，三者的摩尔量比为0.03：3：2，磁力搅拌2h，冷却至室温得溶液B；
(3)将B溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和四氢呋喃的混合溶液中，其中三者体积比为10：1：1，然后继续搅拌3h，将得到的溶液浇铸在90mm的培养皿上，放在烤箱中，在100℃陈化40h，得均匀膜；
(4)将均匀膜在惰性气体氮气条件下，在350℃加热5h再继续在700℃加热8h，得纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料。
图3是纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的紫外光催化降解图。纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料在黑暗中首先对四环素的吸附达到平衡，然后在紫外光催化条件下，经过60min后，对四环素的降解达到99.2％。
实施例3
(1)将草酸溶于去离子水中，80℃条件下磁力搅拌1h，得溶液A；
(2)再将溴金酸、钨酸铵和可溶性硝酸铋加入到上述溶液A中，其中，三者的摩尔量比为0.05：3：2，磁力搅拌2h，冷却至室温得溶液B；
(3)将B溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和四氢呋喃的混合溶液中，其中三者体积比为12：1：1，然后继续搅拌2h，将得到的溶液浇铸在90mm的培养皿上，放在烤箱中，在100℃陈化48h，得均匀膜；
(4)将均匀膜在惰性气体条件下，在350℃加热5h再继续在750℃加热8h，得纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料。
Claims (6)
1.一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于，通过聚合物稳定的液滴模板朝向调控纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料，包括下述步骤：
(1)将草酸溶于去离子水中，60～80℃条件下磁力搅拌1～2h，得溶液A；
(2)再将卤金酸、钨酸盐和可溶性硝酸铋加入到上述溶液A中，其中，三者的摩尔量比为0.01～0.05：3：2，磁力搅拌1～2h，冷却至室温得溶液B；
(3)将B溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和四氢呋喃的混合溶液中，其中三者体积比为12～10：1：1，然后继续搅拌2～3h，将得到的溶液浇铸在90mm的培养皿上，放在烤箱中，在100℃陈化36～48h，得均匀膜；
(4)将均匀膜在惰性气氛条件下，在300～350℃加热5～7h再继续在650～750℃加热8～10h，得纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料。
2.根据权利要求1所述一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于所述的卤金酸为氯金酸、氟金酸或溴金酸中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于所述的钨酸盐是钨酸钠、钨酸钾或钨酸铵中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于所述的惰性气氛为氩气或氮气中的一种或其组合。
5.一种纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料，根据上述权利要求1-4任一所述方法制备得到。
6.一种根据权利要求5所述纳米金负载多孔钨酸铋光催化材料在废水处理中的应用作为催化剂对四环素进行降解的应用。
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