一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法
阅读：76发布：2020-05-14
专利汇可以提供一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及制备方法。所述聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成 异质结 结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的 质量 百分比为0.1-10.0%：90.0-99.9%，其合成方法即将钼酸铋粉体加入到氯仿中，超声分散后加入噻吩并磁 力 搅拌，然后加入溶解在氯仿中的无 水 氯化 铁 溶液，恒温条件下反应，所得产物分别用甲醇和去离子水洗涤数次，干燥后得具有较高的光催化活性的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。其制备工艺简单，可控性强，容易实现规模化生产。，下面是一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，其特征在于所述的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成异质结结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的质量百分比为0.1-10.0%：90.0-99.9%。
2.如权利要求1所述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，其特征在于按质量百分比计算，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋为0.1%：99.9%。
3.如权利要求1所述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，其特征在于按质量百分比计算，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋为1%：99%。
4.如权利要求1所述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，其特征在于按质量百分比计算，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋为5%：95%。
5.如权利要求1所述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，其特征在于按质量百分比计算，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋为10%：90%。
6.如权利要求1-5任一所述的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
（1）、钼酸铋粉体的制备
将Bi(NO3)3·5H2O溶于硝酸或乙二醇中，得到浓度为0.1 mol/L的Bi(NO3)3溶液；
将Na2MoO4·2H2O溶于去离子水或乙二醇中，得到浓度为0.05 mol/L的Na2MoO4溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3溶液中的Bi ：Na2MoO4溶液中的MoO4 为2:1的比例，将Bi(NO3)3溶液和Na2MoO4溶液混合均匀，将得到的混合液转移到水热釜中，控制温度为
160℃下反应16-20h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥4-12h，得到钼酸铋粉体；
（2）、将步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到氯仿中，控制功率为40-100W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.00014～0.0158mol/L；
（3）、将无水氯化铁加入到氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1～3：
1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0～25℃下进行反应4～24h，所得的反应液控制转速为8000-10000r/min离心，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3-4次，然后控制温度为60-80℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法，属于光催化材料制备技术领域。
背景技术
[0002] 由于全球日益加重的环境污染与能源危机，人们致力于寻找一种可以有效解决这些问题的方法。半导体光催化的研究和应用引起了人们的广泛关注。光催化氧化技术是一种新兴的环境污染治理技术，具有直接利用太阳光将有机污染物彻底矿化、不产生二次污染、成本低、能耗少等优势，因此具有十分广泛的应用前景。
[0003] 为了拓展光催化技术的实际应用，核心在于开发光谱响应范围宽、光催化效率高及实用性强的光催化材料。经过40多年的发展，为了进一步提升太阳光的利用率进而推进光催化技术的实用化，光催化材料的研究重点也从以TiO2为代表的紫外光响应材料逐步转移到可见光响应的半导体材料上来。 其中，Bi2MoO6 光催化剂是最近研究较多的一种新型可见光催化材料，它是一种稳定、无毒的半导体材料，带隙约为2.5 ～ 2.8eV，其吸收的阈值波长大于450 nm，具有活性高，稳定性强，无毒及宽光谱响应等优点，使其成为目前最具潜力的可见光催化剂。但是，与实用要求相比，其光催化活性仍有待进一步提高。
[0004] 半导体光催化反应的过程可分为三个步骤：光吸收与载流子的激活、光生载流子的分离与迁移、以及表面催化反应。而光生载流子的分离与迁移是光催化过程的决速步骤。因此，要从根本上提高铋基氧化物的光催化效率，必须提高光生载流子的分离传输效率。将光催化材料和导电高分子聚合物复合是提高载流子分离效率的一种有效的方式。
[0005] 聚噻吩是一种常见的导电高分子聚合物，具有很强的给电子能力和空穴传输性能。结合聚噻吩的这些特点，将聚噻吩和钼酸铋复合有望极大地提高光催化剂的载流子分离与迁移率，从而带来光催化活性的大幅度提升。
[0006] 目前没有关于聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的报道。
发明内容
[0007] 本发明的目的之一在于提供一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，该催化剂具有光催化活性高、性能稳定等特点。
[0008] 本发明的目的之二在于提供上述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，该制备方法工艺简单、可控性强。
[0009] 本发明的技术方案一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒的聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成异质结结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的质量百分比为0.1-10.0%：90.0-99.9%。
[0010] 上述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：（1）、钼酸铋粉体的制备
将Bi(NO3)3·5H2O溶于硝酸或乙二醇中，得到浓度为0.1 mol/L的Bi(NO3)3溶液；
将Na2MoO4·2H2O溶于去离子水或乙二醇中，得到浓度为0.05 mol/L的Na2MoO4溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3溶液中的Bi ：Na2MoO4溶液中的MoO4 为2:1的比例，将Bi(NO3)3溶液和Na2MoO4溶液混合均匀，将得到的混合液转移到水热釜中，控制温度为
160℃下反应16-20h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥4-12h，得到钼酸铋粉体；
（2）、将步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到氯仿中，控制功率为40-100W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.00014～0.0158mol/L；
（3）、将无水氯化铁加入到氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1～3：
1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0～25℃下进行反应4～24h，所得的反应液控制转速为8000-10000r/min离心，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3-4次，然后控制温度为60-80℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
将Bi(NO3)3·5H2O溶于硝酸或乙二醇中，得到浓度为0.1 mol/L的Bi(NO3)3溶液；
将Na2MoO4·2H2O溶于去离子水或乙二醇中，得到浓度为0.05 mol/L的Na2MoO4溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3溶液中的Bi ：Na2MoO4溶液中的MoO4 为2:1的比例，将Bi(NO3)3溶液和Na2MoO4溶液混合均匀，将得到的混合液转移到水热釜中，控制温度为
160℃下反应16-20h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥4-12h，得到钼酸铋粉体；
（2）、将步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到氯仿中，控制功率为40-100W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.00014～0.0158mol/L；
（3）、将无水氯化铁加入到氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1～3：
1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0～25℃下进行反应4～24h，所得的反应液控制转速为8000-10000r/min离心，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3-4次，然后控制温度为60-80℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
[0011] 本发明的有益效果本发明的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，钼酸铋纳米片与聚噻吩纳米颗粒通过化学键紧密地结合在一起，极大地提高了载流子的分离传输效率，不仅具有较高的光催化活性，还具有很高的稳定性。
[0013] 图1、实施例1中所得的聚噻吩/钼酸铋的XRD衍射图谱；图2、实施例1中所得的聚噻吩/钼酸铋的透射电镜图；
图3、实施例1中所得的聚噻吩/钼酸铋的漫反射图谱；
图4、以实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂用于罗丹明B水溶液进行降解反应，分别进行光照反应10min、20min、
30min所得的罗丹明B的降解率情况。
图3、实施例1中所得的聚噻吩/钼酸铋的漫反射图谱；
图4、以实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂用于罗丹明B水溶液进行降解反应，分别进行光照反应10min、20min、
30min所得的罗丹明B的降解率情况。
具体实施方式
[0014] 下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0015] 本发明的各实施例中所用原料的规格及生产厂家信息如下： Bi(NO3)3·5H2O(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；Na2MoO4·2H2O(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；
硝酸 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
NaOH （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
氯仿（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
乙二醇 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
无水乙醇 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
甲醇 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
噻吩（分析纯，百灵威科技有限公司）；
FeCl3 （分析纯，百灵威科技有限公司）。
硝酸 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
NaOH （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
氯仿（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
乙二醇 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
无水乙醇 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
甲醇 （分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；
噻吩（分析纯，百灵威科技有限公司）；
FeCl3 （分析纯，百灵威科技有限公司）。
[0016] 实施例1一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成异质结结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的质量百分比为1.0%：99.0%。
[0017] 上述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：（1）、钼酸铋粉体的制备
将0.97 g Bi(NO3)3·5H2O溶于20ml硝酸中，得到浓度为0.1mol/L的Bi(NO3)3溶液；
将0.24 g Na2MoO4·2H2O溶于20ml去离子水中，得到浓度为0.05mol/L的Na2MoO4溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3溶液中的Bi ：Na2MoO4溶液中的MoO4 为2:1的比例，将Bi(NO3)3溶液和Na2MoO4溶液混合均匀，将得到的混合溶液转移到水热釜中，控制温度为
160℃下反应20h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥12h，得到Bi2MoO4粉体；
采用场发射透射电子显微镜（FEI tecnaiG2F30，美国FEI公司）对上述所得的Bi2 MoO4粉体进行形貌和微结构分析，可以看出，所得的Bi2 MoO4粉体为纳米尺寸的片状Bi2MoO4；
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为100W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.006g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.0014mol/L；
（3）、将0.017g无水氯化铁加入到50ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1.5：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为25℃下进行反应24h，所得的反应液控制转速为10000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤4次，然后控制温度为
60℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
将0.97 g Bi(NO3)3·5H2O溶于20ml硝酸中，得到浓度为0.1mol/L的Bi(NO3)3溶液；
将0.24 g Na2MoO4·2H2O溶于20ml去离子水中，得到浓度为0.05mol/L的Na2MoO4溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3溶液中的Bi ：Na2MoO4溶液中的MoO4 为2:1的比例，将Bi(NO3)3溶液和Na2MoO4溶液混合均匀，将得到的混合溶液转移到水热釜中，控制温度为
160℃下反应20h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥12h，得到Bi2MoO4粉体；
采用场发射透射电子显微镜（FEI tecnaiG2F30，美国FEI公司）对上述所得的Bi2 MoO4粉体进行形貌和微结构分析，可以看出，所得的Bi2 MoO4粉体为纳米尺寸的片状Bi2MoO4；
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为100W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.006g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.0014mol/L；
（3）、将0.017g无水氯化铁加入到50ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1.5：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为25℃下进行反应24h，所得的反应液控制转速为10000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤4次，然后控制温度为
60℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
[0018] 采用X射线衍射仪（D/max2200PC，日本理学株式会社）对上述所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂进行测定，所得的XRD图谱见图1所示，从图1中可以看出所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂中因聚噻吩的复合量较少，XRD图谱未表现出其衍射峰，仅表现出单斜相的钼酸铋峰。
[0019] 采用场发射透射电子显微镜（FEI tecnaiG2F30，美国FEI公司）对上述所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂进行形貌和微结构表征，所得的透射电镜图如图2所示，从图2中可以看出，所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂为纳米片状结构，在纳米尺寸的片状钼酸铋上负载纳米颗粒聚噻吩，纳米颗粒聚噻吩与纳米尺寸的片状钼酸铋两种物质之间的界面形成异质结结构。
[0020] 采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）对上述步骤（1）所得的钼酸铋粉体和步骤（4）最终所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂进行测定，所得的紫外-可见漫反射谱如图3所示，从图3中可以看出，聚噻吩/钼酸铋复合光催化材料对可见光的吸收优于单纯的钼酸铋粉体。
[0021] 应用实施例1将实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂用于污水中罗丹明B的降解，步骤如下：
-5
将0.05g实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液分成4份，其中3份分别在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应10min、20min、30min;
上述光照反应10min、20min、30min后所得的反应液，经肉眼观察可以看出，罗丹明B水溶液经光照30min后即明显褪色，由此表明聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂促进了罗丹明B的降解。
-5
将0.05g实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液分成4份，其中3份分别在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应10min、20min、30min;
上述光照反应10min、20min、30min后所得的反应液，经肉眼观察可以看出，罗丹明B水溶液经光照30min后即明显褪色，由此表明聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂促进了罗丹明B的降解。
[0022] 将上述所得的混合溶液、光照反应10min、20min、30min所得的反应液分别采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
[0023] 应用对照实施例1以实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂用于污水中罗丹明B的降解，步骤如下：
-5
将0.05g实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂加入到50 mL浓度为10mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液分成4份，其中3份分别在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应10min、20min、
30min,所得的反应液分别采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552 nm处的吸光度。
-5
将0.05g实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂加入到50 mL浓度为10mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液分成4份，其中3份分别在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应10min、20min、
30min,所得的反应液分别采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552 nm处的吸光度。
[0024] 上述应用实施例1中以实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，应用对照实施例1中以实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂分别进行光照反应10min、20min、30min所得的罗丹明B的降解率情况如图4所示，从图4中可以看出，光照30min后，实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解率约为70.2%，而以实施例1中步骤（1）所得的钼酸铋粉体为催化剂在可见光下对罗丹明B的降解率仅为
50.2%，由此表明了实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂具有更高的可见光光催化活性。
50.2%，由此表明了实施例1所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂具有更高的可见光光催化活性。
[0025] 实施例2一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成异质结结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的质量百分比为0.1%：99.9%。
[0026] 上述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：（1）、钼酸铋粉体的制备，同实施例1中的步骤（1）；
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为60W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.0006g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.00014mol/L；
（3）、将0.0034g无水氯化铁加入到10ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为3：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0℃下进行反应4h，所得的反应液控制转速为8000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3次，然后控制温度为
80℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为60W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.0006g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.00014mol/L；
（3）、将0.0034g无水氯化铁加入到10ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为3：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0℃下进行反应4h，所得的反应液控制转速为8000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3次，然后控制温度为
80℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
[0027] 应用实施例2将实施例2所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂用于污水中罗丹明B的降解，步骤如下：
-5
将0.05g实施例2所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应30min，然后采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
-5
将0.05g实施例2所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应30min，然后采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
[0028] 结果表明，上述实施例2所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解率约为67.4％。
[0029] 实施例3一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成异质结结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的质量百分比为5.0%：95.0%。
[0030] 上述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：（1）、钼酸铋粉体的制备，同实施例1中的步骤（1）；
将0.97 g Bi(NO3)3·5H2O溶于20 mL 乙二醇中，得到浓度为0.1mol/L的Bi(NO3)3乙二醇溶液；
将0.24 g Na2MoO4·2H2O溶于20mL乙二醇中，得到浓度为0.05mol/L的Na2MoO4乙二醇溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3乙二醇溶液中的Bi ：Na2MoO4乙二醇溶液中的MoO4 为
2:1的比例，将Bi(NO3)3乙二醇溶液和Na2MoO4乙二醇溶液混合均匀后，得到的混合溶液转移到水热釜中，控制温度为160℃下反应16h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥4h，得到Bi2MoO4粉体；
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为40W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.0316g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.0075mol/L；
（3）、将0.06g无水氯化铁加入到179ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0℃下进行反应4h，所得的反应液控制转速为10000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3次，然后控制温度为
60℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
将0.97 g Bi(NO3)3·5H2O溶于20 mL 乙二醇中，得到浓度为0.1mol/L的Bi(NO3)3乙二醇溶液；
将0.24 g Na2MoO4·2H2O溶于20mL乙二醇中，得到浓度为0.05mol/L的Na2MoO4乙二醇溶液；
3+ 2-
然后按摩尔比计算，即Bi(NO3)3乙二醇溶液中的Bi ：Na2MoO4乙二醇溶液中的MoO4 为
2:1的比例，将Bi(NO3)3乙二醇溶液和Na2MoO4乙二醇溶液混合均匀后，得到的混合溶液转移到水热釜中，控制温度为160℃下反应16h，所得的反应液过滤，所得的滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后离心，所得的沉淀控制温度为60℃干燥4h，得到Bi2MoO4粉体；
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为40W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.0316g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.0075mol/L；
（3）、将0.06g无水氯化铁加入到179ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为0℃下进行反应4h，所得的反应液控制转速为10000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤3次，然后控制温度为
60℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
[0031] 应用实施例3将实施例3所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂用于污水中罗丹明B的降解，步骤如下：
-5
将0.05g实施例3所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应30min，然后采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
-5
将0.05g实施例3所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应30min，然后采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
[0032] 结果表明，上述实施例3所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解率约为69.1％。
[0033] 实施例4一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，由纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩组成，纳米颗粒聚噻吩分布在纳米尺寸的片状钼酸铋上，纳米尺寸的片状钼酸铋和纳米颗粒的聚噻吩两种物质的界面形成异质结结构，纳米颗粒的聚噻吩：纳米尺寸的片状钼酸铋的质量百分比为10.0%：90.0%。
[0034] 上述的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：（1）、钼酸铋粉体的制备，同实施例3中的步骤（1）；
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为80W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.0667g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.0158mol/L；
（3）、将0.128g无水氯化铁加入到377ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为25℃下进行反应24h，所得的反应液控制转速为10000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤4次，然后控制温度为
60℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
（2）、将0.6g步骤（1）所得的钼酸铋粉体加入到50ml氯仿中，控制功率为80W超声分散0.5h，得到浓度为0.02mol/L的钼酸铋氯仿溶液，然后加入0.0667g噻吩并磁力搅拌得到悬浮液，悬浮液中噻吩的浓度为0.0158mol/L；
（3）、将0.128g无水氯化铁加入到377ml氯仿中进行溶解，得到浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液，然后加入到步骤（2）所得的悬浮液中，得到混合液；
上述混合液中浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液的加入量，按浓度为0.0021mol/L的氯化铁氯仿溶液中的无水氯化铁：步骤（2）所得的悬浮液中的噻吩的摩尔比为1：1；
（4）、将步骤（3）所得的混合液控制温度为25℃下进行反应24h，所得的反应液控制转速为10000r/min离心3min，所得的沉淀依次用甲醇和去离子水洗涤4次，然后控制温度为
60℃进行干燥，即得聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂。
[0035] 应用实施例4将实施例4所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂用于污水中罗丹明B的降解，步骤如下：
-5
将0.05g实施例4所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应30min，然后采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
-5
将0.05g实施例4所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂加入到50mL浓度为10 mol/L的罗丹明B水溶液中，避光搅拌60min，得到混合溶液，然后将所得的混合溶液在500W氙灯的可见光(λ＞420nm)照射下进行光照反应30min，然后采用紫外/可见/红外分光光度计（PE Lambda 900 UV/VIS/NIR, 美国Perkin-Elmer公司）在552nm处测定吸光度，然后通过如下公式计算罗丹明B的降解率：
罗丹明B的降解率=Ct/C0×100%;
其中Ct表示，光照反应t时间所得的反应液在552nm处的吸光度；
C0表示上述所得的混合溶液在552nm处的吸光度。
[0036] 结果表明，上述实施例4所得的聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解率约为65.6％。
[0037] 综上所述，本发明提供的一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂，具有较高的载流子分离传输效率和光催化活性，可用于降解自然条件下难以降解的染料，特别是对于罗丹明B的降解具有广阔的应用前景，且所述聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂的制备工艺简单，能耗较低，周期较短，适合大批量生产。
[0038] 以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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