微米球的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有可見光活性的催化劑，具體涉及一種具有可見光活性的B i 2W06微米球的制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，環(huán)境污染與防治是全球的重要課題，去除大氣中的有害污染物更成為環(huán)境保護行業(yè)的一項重要任務。當前，以二氧化鈦為代表的光催化材料盡管表現(xiàn)出優(yōu)良的光催化性能，但光響應范圍主要以紫外光為主，使其實際應用受到很大程度的限制。因此，開發(fā)能有效利用可見光的新型光催化材料在大氣污染控制方面具有重要意義。
[0003]Bi2WO6是典型的η型直接半導體，帶隙寬度約為2.70eV。它的價帶頂主要由Bi 6s和02p軌道雜化組成，而導帶底則主要由W 5d軌道與少量Bi 6s軌道構成。由于Bi 6s軌道和O2p軌道雜化，是催化劑的價帶電位升高，帶隙寬度減少，因此Bi2WO6對可見光有吸收。另外，Bi2WO6三明治結構的層間空間能夠為光催化反應提供活化點，夾層能接受光生電子，從而有效的抑制光生電子與空穴的復合，使光催化效率得到大幅度的提高。因此，Bi2WO6是一種很有發(fā)展前景的可見光催化材料。
[0004]目前，Bi2WO6通常采用高溫固相反應和水熱法等方法制備，制備的實驗條件要求較苛刻，且得到的樣品粉末通常粒徑較大、比表面積較小，嚴重影響該光催化劑的光催化活性。

【發(fā)明內容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明的目的是提供了一種具有可見光活性的Bi2WO6微米球的制備方法，該方法制得的Bi2WO6微米球在太陽光照射下具有良好的降解大氣污染物NO的能力，且制備過程成本低廉。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案:
[0007]一種具有可見光活性的Bi2WO6微米球的制備方法，將BiC6H5O7溶于氨水中，得到前驅體A，將^04溶于氨水中，得到前驅體B;將前驅體A和前驅體B混合，并加入無機鹽，然后加水定容至a，持續(xù)攪拌至形成均勻液體，再將得到的均勻的液體超聲噴霧，噴霧形成的液滴經過煅燒，得到具有可見光活性的Bi2WO6微米球;其中，BiC6H507、H2WO4的物質的量比為10:5，無機鹽為NaCUNa2SO4或KCl5BiC6H5O7與NaCl的物質的量的比為10:1 ,BiC6H5O7與Na2SO4的物質的量的比為10:1 !BiC6H5O7與KCl的物質的量的比為10:1 ;BiC6H507的物質的量與a的比為20mmol:80?100mL。
[0008]所述氨水的質量濃度為28%。
[0009]所述BiC6H5O7與氨水的比為2mmol: ImL0
[0010]所述H2WO4與氨水的比為lmmol: lmL。
[0011]所述噴霧功率采用1.7]\012±10%。
[0012]所述煅燒是在馬弗爐中進行的，并且煅燒的溫度為600°C。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果:
[0014](I)本發(fā)明以BiC6H5O7和H2WO4為原料，通過先將BiC6H5O7的氨水溶液和H2WO4的氨水溶液混合，然后加入NaCl和水，由于加入了NaCl，使得在超聲噴霧過程中形成以NaCl為核，Bi2TO6為殼的核殼包覆結構，最后經過水洗將NaCl洗出，留下具有可見光活性的中空Bi2TO6微米球;該中空Bi2WO6微米球由納米片組裝而成，粒徑約為0.4微米，具有表面多孔，比表面積較大等優(yōu)點。本發(fā)明通過添加一種廉價的NaCl原料，極大的改善了M2WO6的形貌及理化性能:將由納米顆粒堆積而成的現(xiàn)有技術中的Bi2WO6實心微米球改善成具有可見光活性的中空結構的Bi2WO6微米球，該中空微球有利于光生電子和空穴的分離，顯著提升NO的降解效率，通過對比，其較現(xiàn)有技術中的Bi2WO6使NO去除效率顯著提升了 70.1 % ;
[0015](2)本發(fā)明通過簡單的調整溶液配方，實現(xiàn)了表面多孔的Bi2WO6中空微米球的可控制備。以KCl或Na2SO4替換NaCl顯著影響B(tài)i2WO6的形貌，確定NaCl對形成表面多孔中空結構的獨特貢獻。加入KCl后，微米球仍由和現(xiàn)有技術中的Bi2WO6—樣的納米顆粒堆積而成，但部分球的表面出現(xiàn)孔結構，說明Cl離子對表面孔結構的出現(xiàn)起主要作用;加入Na2SO4后，微米球變?yōu)橛杉{米片堆積而成，但并未觀察到孔結構，說明Na離子對納米片的形成起主要作用。加入KCl和Na2SO4均未形成中空結構，說明NaCl獨特的結晶特性(結晶溫度、晶型等)對中空結構的形成起主要作用；
[0016](3)本發(fā)明加入KCl或Na2SO4均一定程度上改善Bi2WO6的光催化性能，其降解NO的效率較現(xiàn)有技術中的Bi2WO6分別提升了67.3 %和16.7 %，為提升Bi2WO6的光催化性能提供更多易操作的選擇；
[0017](4)另外，采用超聲噴霧法制備產品，操作簡單、設備要求低、無需復雜的合成裝置。該Bi2WO6微米球可作為催化劑，以可見光為驅動能，用于大氣污染控制，有利于環(huán)境和能源的可持續(xù)發(fā)展。
【附圖說明】
[0018]圖1為Bi2TO6、Bi2TO6-NaCl、Bi2TO6-KCl 'Bi2TO6-Na2SO4在太陽光下降解NO的效果圖；
[0019]圖2為對比例I的Bi2WO6的SEM圖片；
[0020]圖3為實施例2的Bi2WO6-KCl的SEM圖片；
[0021]圖4為實施例3的Bi2WO6-Na2SO4的SEM圖片；
[0022]圖5為實施例1的Bi2WO6-NaCl的SEM圖片；
[0023]圖6為實施例1的Bi2WO6-NaCl的TEM圖片。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0025]實施例1
[0026]步驟一:20mmol BiC6H5O7溶于1mL的質量濃度為28%的氨水得到澄清透明的前驅體A，1mmol的H2WO4溶于1mL的質量濃度為28%的氨水得到澄清透明的前驅體B。
[0027]步驟二:將步驟一的前驅體A、前驅體B兩者混合攪拌后，加入2mmol的NaCl，隨后加水定容至I OOmL，持續(xù)攪拌至形成均勾液體。
[0028]步驟三:將步驟二得到的均勻液體進行超聲噴霧，噴霧功率采用1.7MHZ±10%，噴霧形成的液滴隨即進入管式馬弗爐中，煅燒溫度設置為600°C，在管式爐出口處收集固體產物，并將得到固體產物用去離子水清洗三次，得到具有可見光活性的Bi2WO6微米球(SPBi2WO6-NaCl)，該微米球具有中空結構。
[0029]實施例2
[0030]步驟一:20mmol BiC6H5O7溶于1mL的質量濃度為28%的氨水得到澄清透明的前驅體A，1mmol的H2WO4溶于1mL的質量濃度為28%的氨水得到澄清透明