本發(fā)明屬于催化劑，尤其涉及一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料，本發(fā)明還涉及該催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、苯甲醛是一種結(jié)構(gòu)最簡單，也是化工工業(yè)上最重要的芳香醛，被廣泛應(yīng)用于合成材料和精細(xì)化工工業(yè)中，如醫(yī)藥、染料、香料、化妝品調(diào)味劑、增塑劑等。目前苯甲醛的合成工藝主要有苯直接羰基化法、甲苯氯化水解法、甲苯氣相氧化法等。而這些方法具有對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求高，對(duì)環(huán)境不友好、易深度氧化和能量損耗高等缺點(diǎn)。因而研發(fā)經(jīng)濟(jì)、綠色的制備苯甲醛的方法具有十分重要的意義。

2、光催化法具有在溫和條件下實(shí)現(xiàn)由甲苯到苯甲醛轉(zhuǎn)變的優(yōu)勢(shì)，且該方法原子經(jīng)濟(jì)性、選擇性好及綠色環(huán)保，因備受廣大研究者的關(guān)注，是極具潛力的制備苯甲醛的方法。研究性能優(yōu)良的光催化劑是該方法的重點(diǎn)。鎢酸鉍(bi2wo6)，一種價(jià)廉易得的光催化劑，具有較強(qiáng)的光吸收、合適的帶隙結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)难趸阅艿葍?yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于光催化領(lǐng)域，如光催化產(chǎn)氫、光催化水裂解、選擇性光有機(jī)合成以及空氣或水中有機(jī)污染物的凈化等方面。但bi2wo6存在光生電子-空穴對(duì)易復(fù)合高、缺乏足夠數(shù)量的表明活性位點(diǎn)以及循環(huán)使用性能較差等缺點(diǎn)，從而限制了此材料的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料，該材料通過將bi2wo6分別與tio2和biobr結(jié)合形成三元異質(zhì)結(jié)構(gòu)，使其具有多通道電荷轉(zhuǎn)移特性，更能有效促進(jìn)光反應(yīng)時(shí)電荷的轉(zhuǎn)移和分離，更加高效地降低bi2wo6的光生電子與空穴的復(fù)合率，從而增強(qiáng)其光催化性能。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法。

3、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供所述biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料在光催化甲苯選擇性氧化制備苯甲醛方向上的應(yīng)用。

4、為此，本發(fā)明提供的第一技術(shù)方案是這樣的：

5、s1.制備tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料：

6、向乙酸溶液中加入tio2、十六烷基三甲基溴化銨、鉍源持續(xù)攪拌形成a液，向超純水中加入鎢源持續(xù)攪拌形成b液，待其充分溶解后，將b液逐滴滴入a液中，調(diào)節(jié)溶液ph，持續(xù)攪拌1-3h，100-180℃，水熱反應(yīng)12-30h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、烘干后得到tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料；

7、所述的tio2、鎢源和鉍源的摩爾比為：(0.1～0.5):1:(1.6～2.4)；

8、s2.制備biobr-tio2-bi2wo6

9、將s1制備的tio2-bi2wo6溶于超純水中，然后加入溴源、鉍源，混勻、溶解后120-200℃水熱反應(yīng)12-24h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、烘干后得到biobr-tio2-bi2wo6；

10、所述的溴源、tio2-bi2wo6、鉍源的摩爾比為：(0.15-0.35)：(0.2:1)：(0.15-0.35)。

11、進(jìn)一步的，上述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，s1所述的鎢源為二水合鎢酸鈉，s1、s2所述的鉍源為五水合硝酸鉍。

12、進(jìn)一步的，上述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，s1所述的ph為2-4。

13、進(jìn)一步的，上述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，s2所述的溴源為溴化鈉。

14、進(jìn)一步的，上述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，步驟s1所述的洗滌先采用水洗滌，再采用無水乙醇洗滌。

15、進(jìn)一步的，上述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，步驟s2所述的洗滌采用無水乙醇洗滌。

16、本發(fā)明提供的第二個(gè)技術(shù)方案是上述一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料，由第一個(gè)技術(shù)方案提供的方法制備得到的。

17、本發(fā)明的還有一個(gè)技術(shù)方案是提供上述的biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料用于光催化甲苯選擇性氧化反應(yīng)。

18、本發(fā)明的最后一個(gè)技術(shù)方案是提供一種甲苯選擇性氧化制備苯甲醛的方法，其特征在于，依次包括下述步驟：

19、1)將biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料置于光反應(yīng)器中；

20、2)向步驟1)反應(yīng)器中加入乙腈和甲苯，密閉反應(yīng)器，充入0.1-1mpa的干燥空氣；

21、3)黑暗條件下攪拌10-60min；

22、4)向反應(yīng)器夾層通入循環(huán)水，將反應(yīng)溫度控制在15-25℃；

23、5)在氙燈照射條件下反應(yīng)1-4h；

24、6)反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)器降為室溫，檢測(cè)。

25、進(jìn)一步的，上述的甲苯選擇性氧化制備苯甲醛的方法，biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料與甲苯的比例為：50mg:1ml。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

27、本發(fā)明制備得到的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化劑，通過將bi2wo6分別與tio2和biobr兩兩結(jié)合形成具有多通道電荷轉(zhuǎn)移特性的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了電荷分離、提高光吸收，有效的降低了光生空穴與電子的復(fù)合率，提高了biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合材料的甲苯選擇性氧化的光催化性能。

技術(shù)特征：

1.一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，s1所述的鎢源為二水合鎢酸鈉，s1、s2所述的鉍源為五水合硝酸鉍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，s1所述的ph為2-4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，s2所述的溴源為溴化鈉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，步驟s1所述的洗滌先采用水洗滌，再采用無水乙醇洗滌。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料的制備方法，其特征在于，步驟s2所述的洗滌采用無水乙醇洗滌。

7.一種biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料，其特征在于，采用權(quán)利要求1-6所述的方法制備得到的。

8.權(quán)利要求7所述的biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料用于光催化甲苯選擇性氧化制備苯甲醛的反應(yīng)。

9.一種甲苯選擇性氧化制備苯甲醛的方法，其特征在于，依次包括下述步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的甲苯選擇性氧化制備苯甲醛的方法，其特征在于，biobr-tio2-bi2wo6復(fù)合催化材料與甲苯的比例為：50mg:1ml。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種BiOBr?TiO<subgt;2</subgt;?Bi<subgt;2</subgt;WO<subgt;6</subgt;復(fù)合催化材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域；該方法是以乙酸、超純水為溶劑，并添加十六烷基三甲基溴化銨、TiO<subgt;2</subgt;、鈉源和鉍源，通過水熱法制備得到TiO<subgt;2</subgt;?Bi<subgt;2</subgt;WO<subgt;6</subgt;復(fù)合催化劑，再以TiO<subgt;2</subgt;?Bi<subgt;2</subgt;WO<subgt;6</subgt;為基底，超純水為溶劑，鈉源、鉍源以及溴源為原料，水熱法制備得到BiOBr?TiO<subgt;2</subgt;?Bi<subgt;2</subgt;WO<subgt;6</subgt;復(fù)合催化材料；將該催化劑應(yīng)用在甲苯光催化選擇性氧化制備苯甲醛上，有效的降低了光生空穴與電子的復(fù)合率，提高了BiOBr?TiO<subgt;2</subgt;?Bi<subgt;2</subgt;WO<subgt;6</subgt;復(fù)合材料的光催化性能。

技術(shù)研發(fā)人員：丁春華,詹興鑫,楊文濤,方巖雄,蔡曉蘭,譚偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2