一种含氧空位的钼酸铋热催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种含氧空位的钼酸铋热催化剂及其制备方法和应用。制备方法包括如下步骤：将钼盐和铋盐加入去离子水中，保持搅拌并使其充分溶解；加入聚乙二醇，继续搅拌，得到溶胶；将溶胶置于烘箱烘干，得前驱体；将所得前驱体研磨，在氢气环境下进行煅烧，得目标产物。本发明利用钼盐和铋盐制备出含氧空位的钼酸铋，其原料廉价易得，成本较低，环境友好。且合成的钼酸铋结构稳定，具有较高的热催化活性。本发明提供的含氧空位的钼酸铋热催化材料，氧空位能够在导带下形成施主能级，从而缩小带隙宽度，减少电子跃迁的能量，表现出良好的催化活性。

说明书

技术领域

本发明属于热催化材料技术领域，具体涉及一种含氧空位的钼酸铋热催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的进步和经济发展，环境和能源问题愈加迫在眉睫，如何高效治理环境污染并寻找可替代化石燃料的清洁能源成为二十一世纪可持续发展的核心问题。催化技术在当今太阳能环境净化方面具有广阔的发展前景，有害的有机物和无机物的降解通常通过光催化、热催化、电催化降解等进行。其中，热催化是一种有效的降解途径，近年来，受到了科研工作者的广泛关注。

钼酸铋是一种新型的光催化材料，具有离子导电、介电性能、气体传感和催化活性等许多物理和化学性质。此物质具有纯度高和均匀性好等优点，合成后的钼酸铋具有较大的比表面积和丰富的氧空位。氧空位能够在导带下形成施主能级，从而缩小带隙宽度，减少电子跃迁的能量。然而，很少有人报道钼酸铋的热催化，通过研究，钼酸铋在热催化中具有良好的的催化活性，这也促进钼酸铋在降解气体污染物方面的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氧空位的钼酸铋热催化剂及其制备方法，该方法简单、方便、低成本、条件温和、有利于大规模生产。

本发明采用的技术方案为：一种含氧空位的钼酸铋热催化剂，制备方法包括如下步骤：

1)将钼盐和铋盐加入去离子水中，保持搅拌并使其充分溶解；

2)加入聚乙二醇，继续搅拌，得到溶胶；

3)将步骤2)所得溶胶置于烘箱烘干，得前驱体；

4)将步骤3)所得前驱体研磨，在氢气环境下进行煅烧，得目标产物。

优选地，上述的一种含氧空位的钼酸铋热催化剂，所述钼盐为钼酸铵或钼酸钠。

优选地，上述的一种含氧空位的钼酸铋热催化剂，所述铋盐为五水硝酸铋、氯化铋或乙酸铋。

优选地，上述的一种含氧空位的钼酸铋热催化剂，按元素摩尔比，铋:钼＝2:1。

优选地，上述的一种含氧空位的钼酸铋热催化剂，步骤3)中，所述烘干，烘干温度为100-120℃。

优选地，上述的一种含氧空位的钼酸铋热催化剂，步骤4)中，所述煅烧，煅烧温度为300-700℃，煅烧时间为2h。

上述的一种含氧空位的钼酸铋热催化剂在热催化降解气体污染物中的应用。

优选地，上述的应用，所述气体污染物为异丙醇。

优选地，上述的应用，方法如下：于反应容器中，加入含氧空位的钼酸铋热催化剂，再加入异丙醇，在100℃-180℃下热催化降解。

本发明的有益效果是：

1.本发明利用钼盐和铋盐制备出含氧空位的钼酸铋，其原料廉价易得，成本较低，环境友好。且合成的钼酸铋结构稳定，具有良好的的热催化活性。

2.本发明提供的含氧空位的钼酸铋热催化材料，氧空位能够在导带下形成施主能级，从而缩小带隙宽度，减少电子跃迁的能量，表现出良好的催化活性。

附图说明

图1为纯Bi

图2为纯Bi

图3为纯Bi

图4a为纯Bi

图4b为本发明氢气下煅烧所得空位Bi

图5为纯Bi

具体实施方式

实施例1

(一)含氧空位的钼酸铋热催化材料

1)将4.85g五水硝酸铋和0.88g钼酸铵分别溶于50ml的去离子水中，搅拌0.5h，将五水硝酸铋的水溶液与钼酸铵的水溶液混合均匀。

2)称取2g聚乙二醇，溶于10mL的去离子水中，注入步骤1)所得的混合溶液中，搅拌均匀得到溶胶。

3)将步骤2)所得溶胶置于120℃鼓风干燥箱中干燥15-20h，得到前驱体。

4)将步骤3)所得前驱体充分研磨后置于管式炉中，分别在空气(流速10ml/min)氛围下或氢气(流速10ml/min)氛围下，于500℃焙烧2h，管式炉的升温速率控制在3℃/min，分别得空气氛围下获得的Bi

(二)检测

图1为Bi

图2为纯Bi

图3为纯Bi

图4a为纯Bi

实施例2含氧空位的钼酸铋热催化材料在降解异丙醇中的应用

分别将实施例1制备的纯Bi

图5为纯Bi