本发明专利技术涉及光催化技术领域，主要提供一种花状Bi2MoO6的制备及其在光催化还原CO2中的应用，其特征在于：Bi2MoO6光催化剂以硝酸铋、钼酸钠为原料，聚乙烯吡咯烷酮为形貌调节剂，通过水热法制备而成。在水溶液中，该催化剂在可见光条件下可催化还原CO2制备甲醇和乙醇。本发明专利技术的优点是；该光催化剂对CO2的吸附能力强，光量子效率高，在促进CO2减排、开发化石燃料的替代能源以及高效利用太阳能等方面具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化
，主要提供一种花状形貌Bi2MoO6光催化材料的制备 及其光催化还原CO 2制备甲醇和乙醇的方法。
技术介绍
当前世界能源消耗的80%仍来自于以石油、煤、天然气为主的化石能源。持续增加 的化石能源消耗不但导致大气中以〇) 2为主的温室气体浓度急剧增加，更造成当今社会的 能源危机。但作为温室气体的同时，〇)2也是无毒、储量丰富的Cl资源。因此如能将CO 2有 效转化为清洁能源，是解决目前CO2所造成温室效应及化石燃料过度消耗所造成能源危机 的有效途径。虽然目前〇) 2可通过化学方法转化为二甲醚、碳酸酯、水杨酸、尿素、合成气等 多种基础化工原料和中间体，但转化过程中活化〇) 2所需的大量能量绝大部分依然需要消 耗化石能源来提供。这就无法有效实现ay咸排和缓解能源危机。 太阳光是地球上最为清洁、廉价、丰富的能源。如利用太阳能实现对〇)2的光催化 转化，则可真正实现〇)2的减排和碳资源循环利用的同步完成，有效缓解温室效应和碳源危 机。近年来，人们利用光催化剂如Ti02、CdS、ZnO、Cu20、SiC、C3N 4、103等，可成功将CO 2转 化为甲烷、甲醇、甲酸等高能碳氢化合物。其中TiO2由于价格低廉、性能稳定成为最为广泛 研究的光催化剂之一。但其最大的缺点是TiO 2只对占太阳能不到5%的紫外光(波长〈400 rim)有作用，在占太阳能43%的可见光条件下光电转化率低、催化效果差。因此，开发在可见 光条件下有效光催化还原〇) 2的光催化材料已成为目前人们研究的重点。 作为典型的Aurivillius氧化物，Bi2MoO6是一种具有窄带隙（Eg = 2. 63 eV)的 半导体，能够直接吸收利用约占太阳光50%的可见光，对太阳光有较好的吸收性能。近年来 已被广泛用作光降解有机染料的光催化材料。但目前尚未有利用Bi 2MoO6作为CO 2光还原 催化剂的报道出现。本专利技术中我们首次利用Bi2MoO6作为光催化剂，在可见光条件下成功将 水介质中的CO 2光催化还原为甲醇和乙醇。此外，为有效提高其光催化活性，我们通过形貌 调节剂的添加成功合成出高比表面积及电子传输效率的花状形貌Bi 2M〇06。
技术实现思路
本专利技术主要提供一种花状形貌Bi2MoO6光催化材料的制备及其在可见光条件下催 化还原CO 2制备甲醇和乙醇的方法。 本专利技术所述一种花状Bi2MoO6的制备方法，其特征在于Bi #〇06采用如下步骤制 得： (1) 将硝酸铋，钼酸钠、聚乙烯吡咯烷酮分别溶解于等体积浓度为I M的!^03溶液中； 其中，硝酸铋浓度为〇. 2 M，钼酸钠浓度为0.1 M，PVP的加入量分别为0-0. 4g，混合上述三 种溶液并转移至高压反应釜中，在180 °C条件下水热反应6-36 h; (2) 水热反应后的固体通过过滤收集后用去离子水洗涤至中性，在80 °C条件下干燥8 h，即得到扮#〇06催化剂。 本专利技术所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量优选为0. 3 g。 本专利技术所述水热反应时间优选为24 h。 本专利技术所述合成的花状形貌的Bi2MoO6光催化剂材料，在可见光条件下可将水介 质中的CO 2光催化还原为甲醇和乙醇。 光催化还原CO2的反应条件为：将50mg Bi #〇06和50 mL水加入到石英反应器中， 持续搅拌，反应器置于4 °C的水浴中，将反应器内空气抽净之后连续通入100 mL/min CO2 30min后，稳定CO2流量为50 mL/min，用功率300 W的氙灯在波长彡420 nm的条件下照 射分散有扮#〇06的水溶液，光照时间为1-4小时，即制备得到甲醇和乙醇。 本专利技术的技术优势在于： (1) 调节聚乙烯吡咯烷酮的加入量以及控制水热反应时间可得到具有较大比表面积的 花状形貌Bi2MoO6，这使得催化剂具有更丰富的催化活性位点，并且对0) 2有更强的吸附能 力，有利于光催化反应的进行； (2) 特殊的晶体结构对可见光有较强的吸收，在可见光催化还原CO2制备甲醇和乙醇方 面有较高的产率，从而实现CO 2的有效利用和资源化，同时促进CO 2的减排； (3) 本专利技术的方法在可见光驱动及常压下即可实施，耗时短、成本低、设备简单易操作， 且光催化剂可通过抽滤回收再利用，在CO2的有效利用与资源化方面具有重要的潜在应用。【附图说明】 图1为聚乙烯吡咯烷酮加入量为0.3g、水热反应时间为24 h条件下所制得 Bi2MoOj^ XRD 图。 图2为聚乙烯吡咯烷酮加入量为0.3g、水热反应时间为24 h条件下所制得 Bi2MoOd^UV-Vis吸收光谱图。 图3为聚乙烯吡咯烷酮加入量为0.3g、水热反应时间为24 h条件下所制得 Bi2MoOj^ SEM 图。 图4为聚乙烯吡咯烷酮加入量为0.3g、水热反应时间为24 h条件下所制得 Bi2MoOj^ TEM 图。【具体实施方式】 以下结合具体实施例详细说明本专利技术的实施方案和有益效果，以帮助阅读者了解 本专利技术的技术特征和所带来的意想不到的效果，但不能对本专利技术的实施范围构成任何限 定。 实施例1 本实施例为花状形貌Bi2MoO6的制备方法，主要包括如下步骤： 分别称取五水合硝酸铋（1.94 g)、钼酸钠（0.484 g)和聚乙烯吡咯烷酮0.3 g分别溶 解在20 mL I M的HNO3溶液中，磁力搅拌30 min，混合上述三种溶液，转移至100 mL反应釜 中，180 °C维持24 h，待反应结束后冷却至室温；水热反应后的固体先用去离子水洗涤至中 性，离心过滤后得到的固体部分在80 °C的烘箱中干燥8 h后取出，即得到花状形貌Bi2MoO6 催化剂。 实施例2 本实施例为不同条件下所制备Bi2MoO6*催化剂的性能评价。 可见光催化还原CO2制备碳氢化合物的反应在自制的密闭性石英反应器中进行， 反应器自带冷却系统，温度控制在4 °C以维持反应温度。在反应器中加入50 mL超纯水和 50 mg Bi2MoOf^催化剂，将反应器内空气抽净之后连续通入CO2 30min (流速为100 mL/ min)得到饱和的CO2溶液，稳定〇)2流量（50 mL/min)，磁力搅拌，开启300 W氙灯灯源，波 长彡420 nm，反应4小时后停止光照，液相产物离心分离后，用气相色谱检测。不同条件 下合成得到的Bi9MoO fiI催化性能如下表所示： 实施例3 同实施例2,采用聚乙烯吡咯烷酮加入量为0. 3g、水热反应时间为24 h条件下所制得 Bi2MoOfi为光催化剂，光照时间分别为1和3小时，光催化性能如下表所示：以上实施例可以证明，本专利技术所涉及的花状形貌的Bi2MoO6M料在可见光催化还原CO 2 制备甲醇和乙醇的反应中显示较高的光催化活性，这表明本专利技术达到了既定的专利技术目的。【主权项】1. 一种花状Bi 2M〇06的制备方法，其特征在于Bi 2M〇06采用如下步骤制得： (1) 将硝酸铋，钼酸钠、聚乙烯吡咯烷酮分别溶解于等体积浓度为I M的1^03溶液中； 其中，硝酸铋浓度为〇. 2 M，钼酸钠浓度为0.1 M，PVP的加入量分别为0-0. 4g，混合上述三 种溶液并转移至高压反应釜中，在180 °C条件下水热反应6-36 h; (2) 水热反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种花状Bi2MoO6的制备方法，其特征在于Bi2MoO6采用如下步骤制得：（1）将硝酸铋，钼酸钠、聚乙烯吡咯烷酮分别溶解于等体积浓度为1 M的HNO3溶液中；其中，硝酸铋浓度为0.2 M，钼酸钠浓度为0.1 M，PVP的加入量分别为0‑0.4g，混合上述三种溶液并转移至高压反应釜中，在180 oC条件下水热反应6‑36 h；（2）水热反应后的固体通过过滤收集后用去离子水洗涤至中性，在80 oC条件下干燥8 h，即得到Bi2MoO6催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：代威力，罗胜联，徐海，于娟娟，罗旭彪，涂新满，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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