一種以雞蛋清為模板制備鎢酸鉍光催化劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以雞蛋清為模板制備鎢酸鉍光催化劑的方法。本發(fā)明的技術方案要點為：一種鎢酸鉍光催化劑，是以雞蛋清為生物模板制備的具有片狀結構和高光催化活性的鎢酸鉍光催化劑。本發(fā)明還公開了該鎢酸鉍光催化劑的制備方法，該方法是以雞蛋清為生物模板制備而成的。本發(fā)明所制得的鎢酸鉍光催化劑的形貌為片狀結構，有較大的比表面積和良好的光催化活性，制備過程中的形貌調控劑為無毒、無害的綠色仿生材料雞蛋清，制備過程對環(huán)境無污染，并且操作簡單，產(chǎn)率高，形貌可控。
【專利說明】一種以雞蛋清為模板制備鎢酸鉍光催化劑的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鎢酸鉍光催化劑【技術領域】，具體涉及一種以雞蛋清為模板制備鎢酸鉍光催化劑的方法。
【背景技術】
[0002]環(huán)境污染是當前人類面臨的重大挑戰(zhàn)，利用光催化技術治理環(huán)境問題是目前最活躍的研究領域之一，而尋找高效率的光催化劑是該領域的首要任務。早期的研究主要集中在TiO2光催化劑上，它具有催化活性高、穩(wěn)定性好、價格便宜和無毒等優(yōu)良性能，因而備受青睞。但是TiO2禁帶寬度為3.2eV，只有在波長小于387nm的紫外線下才能激發(fā)其催化活性。在到達地面的太陽能中，這一波段的能量尚不足5%，而可見光部分的比例卻占到太陽能的45%左右。因此，設計高效響應的可見光催化劑成為光催化科學和污染控制所面臨的重大研究課題之一。
[0003]鎢酸鉍(Bi2WO6)光催化劑以其獨特的電子結構、優(yōu)良的可見光吸收能力和較高的有機物降解能力，被認為是一種潛在的優(yōu)良可見光催化材料。目前鎢酸鉍光催化劑的制備方法主要集中于共沉淀法、微乳液法及水熱法等。共沉淀法在制備過程中需要高溫煅燒，而煅燒會導致晶粒團聚和粒徑分布不均勻，直接導致光催化活性的降低；微乳液方法得到的納米粒子分子間隙較大；水熱法對設備要求高，技術難度大，安全性差，因此尋找一種反應條件溫和，易于操作，簡單方便的方法去制備鎢酸鉍光催化劑變的尤為重要。
[0004]仿生合成技術是以生物大分子、生物有機質自組裝體為模板，對無機物的成核和生長進行調節(jié)，如可以利用DNA、蛋白質、多糖、昆蟲翅膀等天然物質來合成納米功能材料。在這些天然物質中，雞蛋清具有無毒、易發(fā)泡、乳化、凝膠化、價格低廉和良好的生物相容性等優(yōu)點，是一種應用前景非常廣闊的天然模板劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術的不足而提供了一種具有片狀結構和高催化活性的鎢酸鉍光催化劑，本發(fā)明還提供了一種反應條件溫和、操作簡單、產(chǎn)率較高且晶體形貌可控運用綠色仿生技術制備具有高催化活性鎢酸鉍光催化劑的方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案為:一種鶴酸秘光催化劑，其特征在于:該鶴酸秘光催化劑是以雞蛋清為生物模板制備的具有片狀結構和高光催化活性的鎢酸鉍光催化劑。
[0007]本發(fā)明所述的鎢酸鉍的制備方法，其特征在于該方法是以雞蛋清為生物模板制備而成的，具體包括以下步驟:(I)以鎢酸銨(H40N10O41W12)、檸檬酸鉍銨(C12H22BiN3O14)、雞蛋和去離子水為原料，分別將鎢酸銨和檸檬酸鉍銨與去離子水配成水溶液，將雞蛋打碎，剝離除去蛋黃，將蛋清溶于水中，攪拌，過濾除去白色懸浮絮狀物質，然后在攪拌的條件下分別向鎢酸銨溶液和檸檬酸鉍銨溶液中加入蛋清形成雞蛋清透明溶液；(2)將步驟(I)所得的雞蛋清透明溶液按摩爾比n (H40N10O41W12)=Ii (C12H22BiN3O14)=1: 24的比例混合均勻，用酸或堿調節(jié)反應溶液的PH值為3-8，然后將所得的透明混合溶液在60-80°C的水浴中保持6-12小時得到濕凝膠，濕凝膠經(jīng)110°c干燥得干凝膠；(3)將步驟(2)所得的干凝膠轉移到坩堝中，以50C /min的升溫速率在300-700°C的條件下恒溫2_10小時，研磨得到高催化活性的鎢酸鉍光催化劑。
[0008]本發(fā)明步驟(I)中所述的鎢酸銨溶液和檸檬酸鉍銨溶液的摩爾濃度為
0.001-0.5mol/L，所述的雞蛋清透明溶液的質量濃度為0.l_10g/L。本發(fā)明步驟(2)中所述的酸為硝酸，所述的堿為氨水。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下顯著優(yōu)點:1、所制得的鎢酸鉍光催化劑的形貌為片狀結構，有較大的比表面積和良好的光催化活性；2、形貌調控劑為無毒、無害的綠色仿生材料雞蛋清，制備過程對環(huán)境無污染；3、本發(fā)明操作簡單，產(chǎn)率高且形貌可控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例1制備的鎢酸鉍(Bi2WO6)光催化劑的X射線衍射圖；圖2是本發(fā)明實施例1制備的鶴酸秘(Bi2WO6)光催化劑的掃描電鏡圖；圖3為可見光照射下,本發(fā)明實施例1制備的鎢酸鉍(Bi2WO6)光催化劑和不加雞蛋清模板劑條件下所制備的鎢酸鉍(Bi2WO6)光催劑對羅丹明B降解情況對比曲線圖(操作條件:催化劑的量:1 g/L ;羅丹明B的濃度:5 mg/L)。
【具體實施方式】
[0011]以下通過實施例形式的【具體實施方式】，對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
[0012]實施例1
(1)、配置濃度為0.06mol/L檸檬酸鉍銨溶液和濃度為0.0025mol/L的鎢酸銨溶液各10mL，在攪拌的條件下，將30mL濃度為0.2g/L的過濾得到雞蛋清溶液分別加入到檸檬酸鉍銨溶液和鎢酸銨溶液中；
(2)、將上述兩種透明溶液均勻混合后用硝酸調溶液的pH=6，然后將該溶液在60°C的水浴中保持12小時得到濕凝膠，然后將濕凝膠在110°C干燥得到干凝膠；
(3)、將干凝膠轉移到坩堝中，然后在5°C/min的升溫速率在500°C的條件下恒溫5h，自然冷卻至室溫，將產(chǎn)物研磨后得到高催化活性的鎢酸鉍光催化材料。由圖1的X射線衍射圖可知制備的光催化材料為鎢酸鉍光催化劑，由圖2可知制備的光催化材料為片狀結構的鎢酸鉍光催化劑，由圖3可知隨著降解時間的延長添加雞蛋清模板劑的鎢酸鉍光催化劑具有較高的降解率，因而以雞蛋清為生物模板制備而成的鎢酸鉍光催化劑具有較好的光催化效果。
[0013]實施例2
(1)、配置濃度為0.024mol/L檸檬酸鉍銨溶液和濃度為0.001mol/L的鎢酸銨溶液各10mL，在攪拌的條件下，將30mL濃度為10g/L的過濾得到雞蛋清溶液分別加入到檸檬酸鉍銨溶液和鎢酸銨溶液中；
(2)、將上述兩種透明溶液均勻混合后用硝酸調溶液的pH=3，然后將該溶液在80°C的水浴中保持6小時得到濕凝膠，然后將濕凝膠在110°C干燥得到干凝膠； (3)、將干凝膠轉移到坩堝中，然后在5°C /min的升溫速率在300°C的條件下恒溫10h，自然冷卻至室溫，將產(chǎn)物研磨后得到高催化活性的鎢酸鉍光催化材料。
[0014]實施例3
(1)、配置濃度為0.48mol/L檸檬酸鉍銨溶液和濃度為0.02mol/L的鎢酸銨溶液各IOmL,在攪拌的條件下，將30mL濃度為0.5g/L的過濾得到雞蛋清溶液分別加入到檸檬酸鉍銨溶液和鎢酸銨溶液中；
(2)、將上述兩種透明溶液均勻混合后用氨水調溶液的pH=8，然后將該溶液在60°C的水浴中保持12小時得到濕凝膠，然后將濕凝膠在110°C干燥得到干凝膠；
(3)、將干凝膠轉移到坩堝中，然后在5°C/min的升溫速率在700°C的條件下恒溫2h，自然冷卻至室溫，將產(chǎn)物研磨后得到高催化活性的鎢酸鉍光催化材料。
[0015]以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發(fā)明保護的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種鎢酸鉍光催化劑，其特征在于:該鎢酸鉍光催化劑是以雞蛋清為生物模板制備的具有片狀結構和高光催化活性的鎢酸鉍光催化劑。
2.—種權利要求1所述的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于該方法是以雞蛋清為生物模板制備而成的，具體包括以下步驟:(1)以鎢酸銨、檸檬酸鉍銨、雞蛋和去離子水為原料，分別將鎢酸銨和檸檬酸鉍銨與去離子水配成水溶液，將雞蛋打碎，剝離除去蛋黃，將蛋清溶于水中，攪拌，過濾除去白色懸浮絮狀物質，然后在攪拌的條件下分別向鎢酸銨溶液和檸檬酸鉍銨溶液中加入蛋清形成雞蛋清透明溶液；(2)將步驟(I)所得的雞蛋清透明溶液按摩爾比n (H40N10O41W12):n (C12H22BiN3O14) =1:24的比例混合均勻，用酸或堿調節(jié)反應溶液的PH值為3-8，然后將所得的透明混合溶液在60-80°C的水浴中保持6-12小時得到濕凝膠，濕凝膠經(jīng)110°C干燥得干凝膠；(3)將步驟(2)所得的干凝膠轉移到坩堝中，以5°C /min的升溫速率在300-700°C的條件下恒溫2_10小時，研磨得到高催化活性的鎢酸鉍光催化劑。
3.根據(jù)權利要求2所述的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的鎢酸銨溶液和檸檬酸鉍銨溶液的摩爾濃度為0.001-0.5mol/L。
4.根據(jù)權利要求2所述的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的雞蛋清透明溶液的質量濃度為0.l-10g/L。
5.根據(jù)權利要求2所述的鎢酸鉍光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的酸為硝酸，所述的堿為氨水。
【文檔編號】B01J23/31GK103611528SQ201310644506
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權日:2013年12月5日
【發(fā)明者】呂華, 劉玉民, 李紫金, 湯海波, 丁志偉, 李爽 申請人:河南師范大學