專利名稱：負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎢酸鉍光催化劑及其制備方法，具體地說，涉及一種負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
伴隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)的爆發(fā)和環(huán)境惡化問題等的出現(xiàn)，以太陽能轉(zhuǎn)化和利用及光催化制氫為目的的多相光催化研究引起人們極大關(guān)注。二氧化鈦(TiO2)以其具有高活性、安全無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(耐化學(xué)和光腐蝕)、 成本低等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為環(huán)境治污領(lǐng)域最具開發(fā)前途的環(huán)保型光催化材料。但是，T^2的一些缺點(diǎn)限制它的發(fā)展，如禁帶較寬(band-gap energy = 3. 2eV)，只能用紫外光激發(fā)，不能有效地利用可見光和太陽能。另外，高的光生電子和空穴復(fù)合率導(dǎo)致低的光量子效率。因此，研制可見光激發(fā)、且具有較高光催活性的光催化劑倍受科研人員的關(guān)注。符合公式Bi2An^1BnO3nt3 (A 為 Ca，Sr, Ba，Pb，Na 或 K ;B 為 Ti，Nb，Ta，Mo，W 或 Fe ； η為整數(shù))的半導(dǎo)體光催化劑因其獨(dú)特的性質(zhì)和層狀結(jié)構(gòu)引起科研人員廣泛的興趣。如 (Catalysis Letters，2004，92 (1-2)，53-56)公開的采用“固體法”制備的鎢酸鉍光催化劑， 以及(Chem. Mater, 2005,17(13)3537-3545)報(bào)道的采用“水熱法”制備的鎢酸鉍光催化劑。 現(xiàn)有鎢酸鉍光催化劑雖較好地解決了可見光激發(fā)問題，但其光催活性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一在于，提供一種負(fù)載型鎢酸鉍(可見)光催化劑，克服現(xiàn)有鎢酸鉍 (可見)光催化劑存在的光催活性不高的缺陷；本發(fā)明目的之二在于，提供一種制備上述負(fù)載型鎢酸鉍(可見)光催化劑的方法。本發(fā)明所說的負(fù)載型鎢酸鉍(可見)光催化劑，其活性組分為鎢酸鉍，載體為氧化硅介孔分子篩MCM-48，所述負(fù)載型鎢酸鉍(可見)光催化劑(鎢酸鉍/MCM-48)的比表面積(BET)為 200. Om2gH 1000· 0m2g-i;孔容為 0. 2cm3g_1 0. Scm3g^ 平均孔徑(直徑)為 2. 3nm 6. Onm ；其中鎢酸鉍的平均直徑小于或等于12. Onm。在本發(fā)明所述負(fù)載型鎢酸鉍(可見)光催化劑中，鎢(W)與鉍(Bi)的摩爾比值優(yōu)選為0. 5 0. 8 ；硅(Si)與鎢(W)的摩爾比值優(yōu)選為5. O 60. O。一種制備本發(fā)明所述負(fù)載型鎢酸鉍(可見)光催化劑的方法，其包括如下步驟(1)在15°C 25°C條件下，將水溶性鉍鹽(鉍源)、水溶性鎢鹽(鎢源)、烷基季銨鹽、C1-C4脂肪族一元醇、氨水及水(優(yōu)選去離子水)置于反應(yīng)中混合均勻，得混合物；(2)在15°C 25°C條件下，向由步驟(1)所得的混合物中加入正硅酸酯(優(yōu)選正硅酸C1 C6的脂肪族酯，更優(yōu)選為正硅酸乙酯)，攪拌至少4小時(shí)，過濾，所得固體依次經(jīng)洗滌、干燥及50(TC 550°C焙燒得目標(biāo)物。其中所說烷基季銨鹽的結(jié)構(gòu)如式I所示
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑，其特征在于，所說負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑的活性組分為鎢酸鉍，載體為氧化硅介孔分子篩MCM-48 ；所述負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑的比表面積(BET)為200. Om2g-1 1000. Om2g-1,孔容為 0. 2cm3g^ 0. 5cm、-1，平均孔徑為2. 3nm 6. Onm ；其中鎢酸鉍的平均直徑小于或等于 12. Onm0
2.如權(quán)利要求1所述的負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑，其特征在于，其中硅與鎢的摩爾比值為 5. 0 60. 0。
3.如權(quán)利要求1或2所述的負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑，其特征在于，其中鎢與鉍的摩爾比值為0.5 0.8。
4.一種制備如權(quán)利要求1、2或3所述的負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑的方法，其特征在于，所說方法其包括如下步驟(1)在15°C 25°C條件下，將水溶性鉍鹽、水溶性鎢鹽、烷基季銨鹽、C1 C4脂肪族一元醇、氨水及水置于反應(yīng)中混合均勻，得混合物；(2)在15°C 25°C條件下，向由步驟(1)所得的混合物中加入正硅酸酯，攪拌至少4小時(shí)，過濾，所得固體依次經(jīng)洗滌、干燥及500°C 550°C焙燒得目標(biāo)物。其中所說正硅酸酯是正硅酸C1 C6的脂肪族酯，所說烷基季銨鹽的結(jié)構(gòu)如式I所示RiR4-N R2 χΘR3 I式I中，R1, R2, R3和R4分別選自C1 C25烷基中一種、且R1, R2, R3和R3中至少有一個(gè)為碳原子數(shù)大于十的烷基，X為F、Cl、Br或I。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中R1,R2, R3和R4分別選自CrQ0烷基中一種、且R1, R2, R3和R3中至少有一個(gè)為碳原子數(shù)大于十二的烷基。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，其中所用正硅酸酯是正硅酸乙酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑。所說負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑的活性組分為鎢酸鉍，載體為氧化硅介孔分子篩MCM-48。其(鎢酸鉍/MCM-48)比表面積(BET)為200.0m2g-1～1000.0m2g-1，孔容為0.2cm3g-1～0.5cm3g-1，平均孔徑為2.3nm～6.0nm；其中鎢酸鉍的平均粒徑小于或等于12.0nm。本發(fā)明提供的負(fù)載型鎢酸鉍光催化劑的光催化活性高于現(xiàn)有鎢酸鉍光催化劑的光催化活性。
文檔編號(hào)B01J29/78GK102371173SQ20101025328
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者周楓, 張金龍, 王靈芝, 蔣林 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)