具有廣譜降解性能的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可見光催化材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有廣譜降解性能的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)藥、染料、印染和造紙等工業(yè)有機(jī)廢水排放量大、且含有大量對人體健康能夠產(chǎn)生長遠(yuǎn)不良影響的難降解污染物，是造成水生態(tài)環(huán)境破壞、嚴(yán)重影響水資源利用的重大污染源。目前，傳統(tǒng)的好氧、厭氧生物處理技術(shù)，對這類難降解有機(jī)污染物的去除效果差，處理后的廢水水質(zhì)不能滿足國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。開展難降解工業(yè)有機(jī)廢水的治理技術(shù)研究是當(dāng)今我國水污染控制領(lǐng)域的重要課題。
[0003]光催化氧化技術(shù)是去除工業(yè)有機(jī)廢水中難生物降解污染物的有效方法，且有望利用可再生的太陽光資源，具有極大的開發(fā)潛力和良好的應(yīng)用前景。在眾多新型光催化材料中，鉍系光催化劑以其種類豐富、較高的光催化活性和優(yōu)良的可見光吸收能力，引起了研究者的廣泛關(guān)注。但如何進(jìn)一步提高其光量子效率和可見光催化性能，以滿足該技術(shù)的實際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的要求，仍然是該類光催化材料面臨的重大挑戰(zhàn)。因此，研究開發(fā)高活性和廣譜性的太陽光催化劑，是國內(nèi)外水處理領(lǐng)域的重要前沿課題。
[0004]研究發(fā)現(xiàn)，對于光催化材料，通過選擇合適的載體與之構(gòu)筑復(fù)合結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)太陽光響應(yīng)和提高光量子產(chǎn)率的一條有效途徑。石墨烯具有獨特的電子轉(zhuǎn)移特性、極大的比表面積、優(yōu)異的吸附性能和高透光性，是制備復(fù)合型光催化劑的理想載體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種對多種有機(jī)物具有廣譜降解性能的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，具有廣譜降解性能的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為:(I)將0.97g Bi(NO3)3.2H20攪拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中，該冰醋酸水溶液中冰醋酸與水的體積比為1: 4，然后將0.0017-0.034g氧化石墨烯加入到上述溶液中，超聲分散Ih得到溶液X; (2)將0.33g Na2WO4攪拌溶解在20mL水中得到透明澄清溶液Y; (3)將溶液Y加到溶液X中，繼續(xù)攪拌lOmin，用冰醋酸控制反應(yīng)體系的pH〈2，pH穩(wěn)定后轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯密閉反應(yīng)釜中于180°C加熱3h，自然冷卻至室溫，過濾，水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于80°C干燥過夜制得鎢酸鉍/石墨烯光催化劑。
[0007]本發(fā)明制得的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑具有層狀納米片組成的中空結(jié)構(gòu)，而且具有可見光響應(yīng)的光催化性能，在太陽光下具有高效降解羅丹明B和甲基橙染料廢水、磺胺和磺胺間甲氧基嘧啶制藥廢水和苯酚廢水的性能，并且無毒、高效低廉且廣譜適用，具有較強(qiáng)的市場應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實施例4制得的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑的掃描電鏡圖，從圖中可以看到制備的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑是由許多納米片組裝成的中空球；
圖2是本發(fā)明實施例4制得的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑的XRD圖，由圖可知其特征衍射峰與斜方晶型Bi2WO6的國際標(biāo)準(zhǔn)卡片庫(JCPDS 39-0256)相一致，無其它雜質(zhì)峰出現(xiàn)，證實制備的催化劑為較純凈的斜方晶型B i 2ff06 ；
圖3是本發(fā)明實施例4制得的含有1#%石墨烯的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑在太陽光照射下對羅丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、苯酚、磺胺(SN)和磺胺間甲氧基嘧啶(SMM)的降解率曲線；圖4是本發(fā)明實施例4制得的含有1#%石墨烯的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑在太陽光照射下對羅丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、苯酚、磺胺(SN)和磺胺間甲氧基嘧啶(S麗)的總有機(jī)碳(TOC)去除率圖。
【具體實施方式】
[0009]以下通過實施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)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(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0010]實施例1
將0.97g Bi(NO3)3.2H20攪拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中制得溶液X，該冰醋酸水溶液中冰醋酸與水的體積為1:4;將0.33g Na2WO4攪拌溶解在20mL水中得到透明澄清溶液Y；然后將溶液Y緩慢倒入到溶液X中，繼續(xù)攪拌1min，用冰醋酸控制反應(yīng)體系的pH〈2，pH穩(wěn)定后轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯密閉反應(yīng)釜中于180°C加熱3h，自然冷卻至室溫，過濾，水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于80°C干燥過夜制得純鎢酸鉍光催化劑。經(jīng)過自然太陽光照射8h，對RhB和MO染料廢水去除率分別為97.63%和47.04%。
[0011]實施例2
將0.97g Bi(NO3)3.2H20攪拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中，該冰醋酸水溶液中冰醋酸與水的體積為1:4，然后將0.0017g氧化石墨烯加入到上述溶液中，超聲分散Ih得到溶液X;將0.33g Na2WO4攪拌溶解在20mL水中得到透明澄清溶液Y;然后將溶液Y緩慢倒入到溶液X中，繼續(xù)攪拌1min，用冰醋酸控制反應(yīng)體系的pH〈2，pH穩(wěn)定后轉(zhuǎn)入聚四氟乙稀密閉反應(yīng)Il中于180°C加熱3h，自然冷卻至室溫，過濾，水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于80°C干燥過夜制得含有0.25的%石墨烯的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑。經(jīng)過自然太陽光照射8h，對RhB和MO染料廢水去除率分別為99.01%和65.47%。
[0012]實施例3
將0.97g Bi(NO3)3.2H20攪拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中，該冰醋酸水溶液中冰醋酸與水的體積為1:4，然后將0.0034g氧化石墨烯加入到上述溶液中，超聲分散Ih得到溶液X;將0.33g Na2WO4攪拌溶解在20mL水中得到透明澄清溶液Y;然后將溶液Y緩慢倒入到溶液X中，繼續(xù)攪拌1min，用冰醋酸控制反應(yīng)體系的pH〈2，pH穩(wěn)定后轉(zhuǎn)入聚四氟乙稀密閉反應(yīng)Il中于180°C加熱3h，自然冷卻至室溫，過濾，水和乙醇各洗三次，然后在恒溫干燥箱中于80°C干燥過夜制得含有0.5的％石墨烯的鎢酸鉍/石墨烯光催化劑。經(jīng)過自然太陽光照射8h，對RhB和MO染料廢水去除率分別為99.63%和60.88%。
[0013]實施例4
將0.97g Bi(NO3)3.2H20攪拌溶解在50mL冰醋酸水溶液中，該冰醋酸水溶液中冰醋酸與水的體積為1:4，然后將0.0068g氧化石墨烯加入到上述溶液中，超聲分散Ih得到溶