高可见光催化活性的磁性钨酸铋空心纳米球的制备

设计合成可高效利用太阳能的新型磁性纳米可见光光催化剂，在光催化技术处理污水领域具有重要的科学意义和实用价值。以磁性氧化铁/Bi2WO6复合空心纳米球为研究对象，探索制备高活性磁性可见光催化剂的液相化学合成新体系。在液相化学反应体系中，首先制备出尺寸均一、分散性能好的Bi2WO6纳米粒子，然后选择合适的胶体纳米粒子做为硬模板，并通过胶体粒子的表面修饰来实现氧化铁纳米粒子的均匀沉淀和Bi2WO6纳米粒子的有效吸附，再通过化学腐蚀方法有效除去胶体硬粒子，最后对磁性Bi2WO6空心纳米球可见光催化性能和机理进行讨论和研究。通过探讨磁性Bi2WO6空心纳米球形貌、尺寸、结构、磁性的改变以及非金属离子掺杂与光催化剂催化活性之间的关系，寻找一种普适制备高可见光活性的磁性Bi2WO6空心纳米球的方法并实现其可控生长，为磁性可见光催化剂在污水处理领域的应用奠定基础。

研究充分利用太阳能来实现光催化降解污水中有机物的高活性磁性可见光催化剂纳米粉体，在水污染控制领域具有一定的科学意义和应用前景。本项目中，我们围绕项目研究计划，系统研究了磁性钨酸铋(Bi2WO6)复合微纳结构的制备及其可见光催化活性的增强，并取得了一些进展：我们利用温和的液相化学方法制备出具有核壳结构的四氧化三铁(Fe3O4)/钨酸铋(Bi2WO6)复合微球结构，研究其在可见光照条件下的光催化活性能和磁学性能以及样品的磁场可循环利用性能；还利用溶剂热法在无软、硬模板存在的溶液中利用一步法制备出钨酸铋(Bi2WO6)空心微球结构，为进一步获得磁性四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4)/与钨酸铋(Bi2WO6)空心微球复合提供了一种较为简单有效的条件；除研究磁性四氧化三铁(Fe3O4)/钨酸铋(Bi2WO6)复合微纳结构材料之外，我们还利用绿色化学制备方法得到了高可见光活性的三维等级花状结构的钨酸铋(Bi2WO6)微球，此法无需加入任何添加剂于反应溶液中也无需调节溶液的pH值，节能又环保；我们还扩展研究了钨酸锌(ZnWO4)基紫外光催化剂，首先利用回流法成功制备出光催化活性较高的四氧化三铁(Fe3O4)/钨酸锌(ZnWO4)磁性复合微球结构，并研究了其磁场可循环利用性能；其次利用溶剂热方法制备出尺寸和性能可控的钨酸锌(ZnWO4)纳米棒和ZnWO4 细小纳米晶，并系统研究了ZnWO4 纳米结构的光催化性能和光学性能与样品尺寸之间的关系。在本项目的支持下，已发表SCI论文9篇（第一作者5篇,其中1篇已接收，并在发表中），影响因子大于3.0以上的论文3篇（第一作者1篇）。