一种Bi2S3/Bi2WO6异质结光催化材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及光催化领域，特别是涉及一种Bi

背景技术

近年来，工业化的快速发展造成了严重的环境污染，特别是含有重金属Cr(VI)的工业废水危害巨大。Cr(VI)来源于皮革、印染、冶金和电镀等行业，Cr(VI)不仅水溶性高、致癌作用强，而且很容易通过消化、呼吸道和皮肤等渠道渗入人体从而严重影响人们的身体健康，将Cr(VI)还原为无毒的Cr(III)是有效降低其危害的有效方法。在许多方法中，光催化半导体技术利用太阳光作为能源，具有节能环保、高效等特性，是一种绿色化学处理技术，并在环境清洁和能源转换方面具有广阔前景。

Bi

虽然上述Bi

因此，如何提供一种制备简单，且对于废水中Cr(VI)具有强还原活性的材料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种Bi

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种Bi

(1)将五水合硝酸铋的乙酸溶液与二水合钨酸钠的水溶液混合后，微波加热，然后经冷却、洗涤、干燥，得到Bi

(2)将所述Bi

有益效果：在不同类型异质结中，特别是Z型异质结是比较高效的光催化剂，与II型异质结相比，Z型异质结的电子能处在较高的能级上，而空穴处在较低的能级上，从而具有更强的氧化还原能力。本发明采用微波水热法制备Bi

优选的，步骤(1)中所述五水合硝酸铋和二水合钨酸钠的摩尔比为(1～3):1；

所述五水合硝酸铋的乙酸溶液的浓度为0.5～0.6mol·L

所述二水合钨酸钠的水溶液的浓度为0.05mol·L

有益效果：本发明中的五水合硝酸铋和二水合钨酸钠的摩尔比是根据形成Bi

优选的，步骤(1)中所述微波加热温度为145～170℃，加热时间为90～110min。

有益效果：本发明通过微波辅助水热法合成光催化剂具有绿色简便、易于调控、促进反应高效进行等优点，使得该光催化剂的成本更低，可实现批量生产。

优选的，步骤(2)中所述硫代乙酰胺与Bi

所述硫代乙酰胺溶液为硫代乙酰胺水溶液，且浓度为0.2～0.8 g·L

所述Bi

有益效果：本发明通过添加适量硫源，在Bi

优选的，步骤(2)中微波加热温度为50～65℃，微波加热时间为5～20min。

有益效果：本发明中的硫源和阳离子以共价键形式结合，并成核生长，在较温和的温度下合成可以降低离子活性，从而使得Bi

一种Bi

有益效果：相较于其他制备方法得到的同类型催化剂，本发明的 Bi

一种Bi

更为优选的，所述含Cr(VI)废水为含Cr(VI)的工业废水或模拟含 Cr(VI)废水。

所述含Cr(VI)的工业废水为云南陆良化工有限公司的实际工业废水。

更为优选的，所述Bi

将Bi

所述光照时间为0.5～2h；

所述含Cr(VI)的工业废水中Cr(VI)的质量浓度为10～80mg·L

含Cr(VI)的工业废水的体积为50～3000mL；

所述Bi

本发明公开了一种Bi

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1所得Bi

图2为实施例1所得Bi

图3为实施例1所得Bi

图4为实施例1所得Bi

图5为实施例1所得Bi

图6为实施例2所得Bi

图7为实施例7中对实施例1、实施例5、实施例6和对比例1 所得Bi

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种Bi

(1)Bi

将3mmol五水合硝酸铋溶于4mL乙酸，1.5mmol二水合钨酸钠溶于21mL去离子水，然后将两溶液混合均匀并倒入微波反应管，在160℃下微波加热100min，再将反应管取出并冷却至室温，然后将产物洗涤干燥，得到Bi

(2)Bi

将0.15g Bi

技术效果：

1.步骤(1)得到的Bi

其中，(a)为Bi

从图1中(a)部分可以看出所合成的Bi

2.对实施例1步骤(1)制得的Bi

可以看出，Bi

3.对实施例1步骤(1)制得的Bi

可以看出，实施例1步骤(2)制得的Bi

实施例2

将实施例1步骤(1)制得的Bi

以3g·L

使用二苯基碳酰二肼分光光度法测试离心后上清液的吸光度，测试结果如图4，可以看出，Bi

实施例3

将实施例1制得的Bi

将实施例2中反应后的催化剂回收，用去离子水洗，烘干备用，将回收的催化剂重复上述过程，循环使用效果如图5。在循环使用5 次后，Bi

实施例4

一种Bi

以3g·L

以上测试结果如图6所示，可以看出该光催化剂在太阳光照射下 40分钟对Cr(VI)的光催化还原效率达到100％，在3L的实际工业含 Cr(VI)废水中仍具有较好的光催化活性。

实施例5

一种Bi

(1)Bi

将3mmol五水合硝酸铋溶于4mL乙酸，1.5mmol二水合钨酸钠溶于21mL去离子水，然后将两溶液混合均匀并倒入微波反应管，在160℃下微波加热100min，再将反应管取出并冷却至室温，然后将产物洗涤干燥，得到Bi

(2)Bi

将0.15g Bi

实施例6

一种Bi

(1)Bi

将3mmol五水合硝酸铋溶于4mL乙酸，1.5mmol二水合钨酸钠溶于21mL去离子水，然后将两溶液混合均匀并倒入微波反应管，在160℃下微波加热100min，再将反应管取出并冷却至室温，然后将产物洗涤干燥，得到Bi

(2)Bi

将0.15g Bi

对比例1

一种Bi

(1)Bi

将3mmol五水合硝酸铋溶于4mL乙酸，1.5mmol二水合钨酸钠溶于21mL去离子水，将两混合溶液转移到100mL的聚四氟乙烯反应釜中进行水热反应，反应条件为160℃，16h，冷却至室温后，将产物洗涤干燥，得到Bi

(2)Bi

将0.15g Bi

实施例7

将实施例1步骤(2)制得的Bi

以3g·L

使用二苯基碳酰二肼分光光度法测试离心后上清液的吸光度，测试结果如图7，可以看出，LED灯照射30min后，对比例1中的以常规水热法制备的BWSH-6光催化剂还原Cr(VI)还原率仅为59.33％， BWS-2、BWS-6、BWS-8催化剂还原Cr(VI)还原率分别为80.58％、100.00％、99.89％，表明BWS-6具有较好的光还原Cr(VI)活性。 BWS-2样品中只存在少量的Bi

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。