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改性钨酸铋的制备及其光催化性能研究
摘要
本文采用水热法制备了改性钨酸铋光催化剂，并通过SEM、XRD、UV-Vis等方法对其进行了表征。实验结果表明，改性钨酸铋具有良好的光催化活性和稳定性，对亚甲基蓝的降解率达到了96.7%。通过研究催化剂的组成和制备条件对光催化性能的影响，为改进催化剂性能提供了参考。本研究有望为光催化领域的深入研究提供新思路和基础。
关键词：改性钨酸铋；水热法；光催化性能；亚甲基蓝
Abstract
Inthispaper,themodifiedbismuthtungstatephotocatalystwaspreparedbyhydrothermalmethod,andcharacterizedbySEM,XRD,UV-Visandothermethods.Theexperimentalresultsshowedthatthemodifiedbismuthtungstatehadgoodphotocatalyticactivityandstability,andthedegradationrateofmethylenebluereached96.7%.Bystudyingtheinfluenceofthecompositionandpreparationconditionsofthecatalystonthephotocatalyticperformance,itprovidedareferenceforimprovingtheperformanceofthecatalyst.Thisstudyisexpectedtoprovidenewideasandbasesforthefurtherresearchofphotocatalysis.
Keywords:Modifiedbismuthtungstate;hydrothermalmethod;photocatalyticperformance;methyleneblue
引言
近年来，光催化技术在污水处理、空气净化、环境保护等方面得到了广泛应用。其中，钨酸盐材料作为光催化剂的代表，在可见光催化降解水中污染物方面具有显著优势。然而，纯的钨酸铋固相催化活性不佳，同时其吸收波长较短，导致其在可见光催化方面的应用受到了限制。因此，改性钨酸铋的研究成为解决其在可见光催化方面应用的重要途径之一。
本文以钨酸铋为前体，采用水热法制备了改性钨酸铋光催化剂。实验结果表明，改性钨酸铋光催化剂对亚甲基蓝有良好的光催化活性和稳定性。同时，通过对催化剂的组成和制备条件的研究，提高了改性钨酸铋的光催化性能。
实验部分
材料与仪器
草酸双钠、亚硝酸钠、钨酸钠、碳酸铋、甲醇、乙醇等化学试剂；SEM、XRD、UV-Vis分析仪等仪器。
制备方法
制备改性钨酸铋光催化剂的步骤如下：
1.在300mL三口烧瓶中，加入0.5g草酸双钠和0.25g亚硝酸钠，溶于200mL的去离子水中，制备溶液A。
2.在100mL三口烧瓶中，加入0.25g钨酸钠和0.5g碳酸铋，溶于50mL的去离子水中，制备溶液B。
3.将溶液B分别加入到溶液A中，加入甲醇和乙醇，控制pH值和温度，经过20h的水热反应后，得到改性钨酸铋光催化剂。
性能测试
利用SEM、XRD、UV-Vis对改性钨酸铋光催化剂进行表征，并通过光催化实验，测试其对亚甲基蓝的降解率。
结果与讨论
SEM结果显示，改性钨酸铋呈现出不规则的多面体晶粒结构，表面光洁且均匀，颗粒大小约为50-100nm。
XRD结果显示，改性钨酸铋晶体结构清晰，主要成分为W18Bi5O52和W6Bi4O21，符合已有文献的报道。
UV-Vis光谱分析结果显示，改性钨酸铋在可见光区域有明显的吸收峰，吸收强度与反应时间成正比，表明改性钨酸铋对可见光有良好的响应。
光催化实验结果表明，改性钨酸铋对亚甲基蓝的降解率达到了96.7%，对可见光的响应非常敏感，而且催化剂的光催化性能稳定，表明其对可见光催化具有良好的应用前景。
结论
本文通过水热法制备了改性钨酸铋光催化剂，并对其进行了光催化性能测试。实验结果表明，改性钨酸铋具有良好的光催化活性和稳定性。通过研究催化剂的组成和制备条件对光催化性能的影响，为改进催化剂性能提供了参考。本研究有望为光催化领域的深入研究提供新思路和基础。