掺铁钨酸铋的制备及光催化降解罗丹明B的研究

王春英， 江桐桐， 周 丹， 刘 俊， 秦晓海

（江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州341000）

自1990年Verwey等[1]最先发现在半导体中掺杂不同价态的金属离子可改变材料的催化性能后，人们对金属离子掺杂半导体光催化剂的研究也越来越多.目前研究最广的是金属离子掺杂TiO2，但由于TiO2带隙宽度为3.2 eV，且仅在紫外光照射下响应，对太阳能的利用率很低[2-3].而钨酸铋(Bi2WO6)作为其中一种具有可见光活性的新型半导体光催化剂[4]，近年来得到了广泛的关注.文中通过水热合成掺铁Bi2WO6，讨论其在可见光辐射下降解有机染料罗丹明B的最佳条件及其降解机理.

1 实验

（1）实验试剂：硝酸铋 Bi(NO3)3·5H2O，钨酸钠Na2WO4·2H2O，氢氧化钠 NaOH，硝酸铁 Fe(NO3)3·9H2O，硝酸HNO3，罗丹明B，无水乙醇，以上试剂均为分析纯.

（2）实验仪器：UV-2100 Spectrophotometer（尤尼柯上海仪器有限公司），PHS-3C型pH计 （上海精密科学仪器有限公司），800型离心沉淀器（上海手术器械十厂），卤钨灯(500W，江苏连云港悦然照明有限公司)，自组装光催化反应装置.

（3）催化剂制备与表征.催化剂的制备：首先，以 2∶1 的摩尔比将 Bi(NO3)3·5H2O 和 Na2WO4·2H2O分别溶解于稀HNO3和NaOH溶液中；其次，取一定量的 Fe(NO3)3·9H2O 溶液到 20 mL的 Bi(NO3)3·5H2O溶液中，并将20 mL Na2WO4·2H2O溶液逐滴加入到Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3的混合溶液中，整个过程始终保持磁力搅拌，滴定完成后继续磁力搅拌10min，超声30 min后，调节前驱体溶液的pH值；然后，将前躯体溶液转移到有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热釜（50mL）中密封，并于140℃水热反应20 h；最后，将离心分离得到的固体样品在120℃干燥4 h后备用.不同掺铁量、不同水热合成溶液pH的钨酸铋催化剂得以制备.催化剂的制备实验过程中反应控制条件：制备pH分别为1.2、4、7、10；……