具有磁性Fe3O4@Bi2WO6可見光催化劑的製備方法與流程

2023-05-15 05:05:51 1

本發明涉及具有磁性的可見光催化劑，特別涉及Fe3O4@Bi2WO6複合催化劑的製備。

背景技術：

近年來，環境問題與能源問題已經成為社會面臨的兩大難題。環境汙染給人類的健康和日常生活帶來了越來越大的影響，引起了社會的廣泛關注。其中水汙染已經成為全球性的頭等治理難題。然而，隨著人口膨脹和工農業發展，水資源短缺和水汙染問題導致的水危機已經成為繼石油危機後的又一全球性問題。據聯合國調查統計，全球40%左右的河流穩定流量已經遭受汙染。中國的人均淡水資源僅僅佔世界平均水平的25%，排名110,且分布非常不均衡。全國600多座城市中，存在供水不足問題的城市超過三分之二,全國67.8%河流長度被汙染，90%的地下水已被汙染，其中汙染嚴重者佔60%。為緩解這種嚴重的水源形勢，除了節水優先和多渠道開源之外，作為更有效同時也治本的途徑，水處理技術亟待發展。

光催化技術也已成為最有前途的一種綠色可再生新能源中技術之一。因為它是有效利用自然的太陽光或者人造光的能源的一個簡單方法，並且不受地域的限制，基本上在世界各地都能使用。在光催化反應中，備受關注的是半導體類型的催化劑。 半導體光催化劑的潛在應用主要集中在以下領域：（1）光解水產生氫燃料；（2）光分解或光氧化有害物質；（3）人工光合作用；（4）光誘導超親水性；（5）光電化學轉化等。光催化劑與吸附在其表面上的汙染物發生氧化還原反應並產生強氧化劑，繼而將水介質或者氣相介質中的汙染物質完全分解。光催化法是高效、節能、環保、經濟的處理汙水的方法。

具有磁性納米複合材料將磁性材料易回收的優點和具有其他能性的材料結合在一起，這樣這種材料在具備一些功能特性的同時還僅具有磁性，使得這種複合納米粒子在使用的 過程中易於回收實現再利用。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種具有可回收性的高效可見光催化劑和其成本較低、方法簡單的製備方法。

本發明的技術方案如下：

具有磁性可見光催化劑，它是將Fe3O4粉末和鉍鹽及鎢酸鈉的水溶液在超聲的條件下混合均勻，在180度24小時條件下得到了Fe3O4@Bi2WO6複合催化劑。

一種上述Fe3O4@Bi2WO6催化劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟：

步驟1、稱取一定量粉末放到盛有蒸餾水的燒杯中，超聲分散後，得到Fe3O4分散液；

步驟2、稱取一定量硝酸鉍和鎢酸鈉分別溶於蒸餾水中，在磁性攪拌的情況下將硝酸鉍溶液慢慢加入到鎢酸鈉溶液中，並在室溫條件下繼續攪拌15分鐘，形成白色的懸濁液，之後，用乙二胺調節PH值到7為止；

步驟3、將步驟2配置好的白色懸濁液加入到步驟1）配置的以超聲分散的Fe3O4溶液中，繼續超聲分散30分鐘後，將溶液移入到不鏽鋼反應釜中，然後放入烘箱中，一定的反應溫度下恆溫24小時。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明所述方法製備工藝流程簡單，操作簡單，反應條件溫和易於控制；

（2）本發明易於大批量合成，無任何雜質且純度和結晶度高，形貌均勻，分散性好；

（3） 本發明所用的原料價廉易得且無毒無害；操作過程中沒有材料有機溶劑作為溶劑，保證了生產的安全性和環保性，有利於實現工業化；

（4）本發明所研製具有磁性的可見光光催化劑對於環境治理中發展有毒、有害的有機染料的新型治理技術提供了一定量的理論基礎和應用指導。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明所述的磁性可見光催化劑的製備方法做進一步說明。

實施例1

步驟1、稱取0.05克Fe3O4粉末放到盛有20mL蒸餾水的燒杯中，超聲分散30分鐘後，得到Fe3O4分散液；

步驟2、稱取1mmol硝酸鉍和1mmol鎢酸鈉分別溶於20mL蒸餾水中，在磁性攪拌的情況下將硝酸鉍溶液慢慢加入到鎢酸鈉溶液中，並在室溫條件下繼續攪拌15分鐘，形成白色的懸濁液，之後，用乙二胺調節PH值到7為止；

步驟3、將步驟2配置好的白色懸濁液加入到步驟1）配置的以超聲分散的Fe3O4溶液中，繼續超聲分散30分鐘後，將溶液移入到不鏽鋼反應釜中，然後放入烘箱中，180的反應溫度下加熱24小時。