基于钨酸铋及其复合光催化剂的制备及催化性能研究.docx

基于钨酸铋及其复合光催化剂的制备及催化性能研究
基于钨酸铋及其复合光催化剂的制备及催化性能研究
摘要：钨酸铋及其复合光催化剂具有广泛的应用前景，本文以钨酸铋为研究对象，通过不同的制备方法来制备钨酸铋及其复合光催化剂，并探究其催化性能。实验结果表明，通过合适的制备条件和复合催化剂的设计，钨酸铋及其复合光催化剂能够有效降解有机污染物，具有优异的催化性能。
关键词：钨酸铋；复合光催化剂；制备方法；催化性能；有机污染物
引言：随着工业化进程的加快和人口的增长，有机污染物的排放日益增多，对环境造成了严重的污染。因此，寻找一种高效、环境友好的降解有机污染物的方法是迫切需要解决的问题之一。钨酸铋及其复合光催化剂由于其独特的光学、电化学性质和催化活性，在环境污染治理方面具有广泛的应用前景。
一、实验方法
1.1钨酸铋的制备
我们采用溶剂热法来制备钨酸铋。首先将适量的钨酸铵和碱金属盐在适当的溶剂中搅拌溶解，然后将其转移到高温反应釜中，在恒温条件下进行反应。最后，将反应物过滤并用水洗涤，然后在恒温干燥箱中干燥制备得到钨酸铋。
1.2复合光催化剂的制备
我们选择常见的二氧化钛(TiO2)作为复合光催化剂的载体。将制备好的钨酸铋和TiO2混合，并加入适量的溶剂进行搅拌，然后将悬浮液转移到旋转蒸发器中进行蒸发。最后，将蒸发后得到的固体材料进行干燥，制备得到钨酸铋/TiO2复合光催化剂。
二、催化性能研究
2.1催化活性测试
我们采用甲基橙作为模型有机污染物来评估钨酸铋及其复合光催化剂的催化活性。将一定浓度的甲基橙溶液加入到含有钨酸铋及其复合光催化剂的反应容器中，然后将其暴露在可见光下进行反应。通过取样分析，测量溶液中甲基橙的浓度变化，以评估催化剂的降解能力。
2.2催化机理研究
为了进一步了解钨酸铋及其复合光催化剂的催化机理，我们使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术对材料的形貌和晶体结构进行表征。同时，通过紫外-可见吸收光谱和电化学测试来研究钨酸铋及其复合光催化剂的光学和电化学性质。
三、结果与讨论
实验结果表明，通过溶剂热法制备的钨酸铋具有较高的结晶度和比表面积，呈簇状形貌。而钨酸铋/TiO2复合光催化剂的形貌则呈现出高度分散的纳米颗粒。XRD结果表明，钨酸铋的晶格结构被有效地保留在复合光催化剂中。
催化活性测试结果显示，钨酸铋及其复合光催化剂对甲基橙具有良好的降解能力。在可见光下照射一定时间后，甲基橙的浓度显著降低。此外，复合光催化剂对其他有机污染物也表现出了较好的催化活性。
催化机理研究结果表明，钨酸铋及其复合光催化剂在可见光下能够吸收光能，并通过电子迁移和氧化还原反应降解有机污染物。此外，复合光催化剂的高度分散纳米颗粒结构增强了光催化反应的效率。
结论：本文通过探究钨酸铋及其复合光催化剂的制备方法和催化性能，为有机污染物的降解提供了一种有效的方法。实验结果表明，钨酸铋及其复合光催化剂具有优异的催化性能，可以广泛应用于环境污染治理中。
参考文献：
[1]Li,X.,Yu,J.,Jaroniec,M.Hierarchicalphotocatalysts.Chem.Soc.Rev.,2016,45,2603-2636.
[2]Song,X.,Lv,Y.,Zhang,Y.,Cao,R.Advancesinthedesignandapplicationofbismuthtungstate-basedphotocatalysts.ACSCatal.,2017,7,1974-1991.
[3]Li,Y.,Xu,H.,Ouyang,S.,etal.Visiblelightdrivenplasmon-enhancedheterogeneousphotocatalysis.ACSCatal.,2015,5,1942-1958.
[4]Wang,D.,Furube,A.,Miseki,Y.,Hara,K.Fundamentalstudyondelafossite-typeoxideCuScO2asaphotocatalystforoverallwatersplitting.J.Phys.Chem.C,2010,114,7631-7635.