本发明涉及光催化降解技术领域，具体为一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料的制备方法。
背景技术：
随着染料生产、印刷行业等行业的快速发展，产生的废水也越来越多，且含甲基橙等色度大、生物毒性大、难降解的有机污染物，常用的方法有生物法、物理法、光催化氧化法等，但是前者的效率很低，效率较高的是光催化降解处理有机废水，光催化降解材料tio2、zno等在可见光下具有优异的光催化活性，但是本身的带隙能较大、太阳光利用率低、光生电子-空穴易复合，因此，需要开发出一种新的光催化降解材料。
wo3是一种n型半导体，具有禁带宽度较小、对可见光响应等优点，但是其导带位置较低、光生电子-空穴易复合等缺点，限制其广泛应用，bipo4是一种p型半导体，具有价带位置较高、光生电子-空穴分离效率高等优点，可以有效改善wo3的不足，同时杂原子掺杂可以有效提高bipo4的量子产率和光化学活性，因此，我们采用la掺杂bipo4-wo3异质结的方式来解决上述问题。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料的制备方法，解决了wo3光催化降解效率低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，所述la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，用硝酸调节ph为1-2，继续搅拌30-90min，移入反应釜置于烘箱中，在190-210℃下反应2-4h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
优选的，所述步骤(1)中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为1.5-2.5:100:34-38。
优选的，所述步骤(1)中烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机。
优选的，所述步骤(2)中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为45-55:1.5-4.5:100。
优选的，所述步骤(3)中溶剂热过程为在100-120℃下反应2-4h。
优选的，所述步骤(4)中煅烧过程为在350-400℃下煅烧1-2h。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，以硝酸镧为镧源、硝酸铋为铋源，经过水热反应，得到la掺杂bipo4纳米棒，la3 掺杂进入bipo4的晶格，由于la3 的离子半径大于bi3 ，使得bipo4的晶格扩张，促进氧原子逸出，从而产生氧空位，作为电子捕获剂捕获光生电子，延缓了光生电子-空穴的复合，提高了量子产率，同时抑制了bipo4晶粒的团聚，纳米棒状la掺杂bipo4具有较大的比表面积，有利于暴露更多的光催化活性位点，并且la掺杂使得bipo4的吸收带边蓝移，提高了bipo4对紫外光的吸收强度，使其带隙变宽，增强空穴的氧化能力，促进羟基自由基的生成，提高光催化活性。
该一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，以f127作为表面活性剂，经过溶剂热反应，得到la掺杂bipo4修饰wo3纳米花前驱体，再经过煅烧，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，纳米花状wo3具有超高的比表面积，有利于甲基橙等有机污染物的浸润，同时进一步暴露出更多的光催化活性位点，提高光催化降解的效率，p型半导体la掺杂bipo4与n型半导体wo3形成p-n异质结结构，异质结表面形成内电场，促使wo3导带上的电子转移到bipo4的导带上，bipo4价带上的空穴转移到wo3的价带上，有效的促进了光生电子-空穴的分离，异质结表面的光生空穴被h2o捕获，产生羟基自由基，而水中溶解的o2与光生电子反应生成超氧负离子，进一步质子化可以产生羟基自由基，超氧负离子和羟基自由基具有强氧化性，可以将甲基橙等大分子有机物氧化成小分子有机物，使得la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料具有优异的光催化降解性能。
附图说明
图1是烘箱正视结构示意图；
图2是烘箱后视结构示意图。
1、主体；2、底座；3、控制模块；4、置物台；5、电热板；6、蒸汽入口；7、蒸汽出口；8、出水口；9、万向轮；10、热风机。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，其中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为1.5-2.5:100:34-38，用硝酸调节ph为1-2，继续搅拌30-90min，移入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机，在190-210℃下反应2-4h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，其中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为45-55:1.5-4.5:100，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，溶剂热过程为在100-120℃下反应2-4h，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，煅烧过程为在350-400℃下煅烧1-2h，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
实施例1
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，其中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为1.5:100:34，用硝酸调节ph为2，继续搅拌30min，移入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机，在190℃下反应2h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，其中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为45:1.5:100，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，溶剂热过程为在100℃下反应2h，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，煅烧过程为在350℃下煅烧1h，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
实施例2
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，其中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为2:100:36，用硝酸调节ph为1，继续搅拌60min，移入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机，在200℃下反应3h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，其中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为50:3:100，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，溶剂热过程为在110℃下反应3h，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，煅烧过程为在375℃下煅烧1.5h，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
实施例3
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，其中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为2.5:100:38，用硝酸调节ph为1，继续搅拌90min，移入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机，在210℃下反应4h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，其中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为55:4.5:100，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，溶剂热过程为在120℃下反应4h，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，煅烧过程为在400℃下煅烧2h，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
对比例1
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，其中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为1:100:30，用硝酸调节ph为2，继续搅拌40min，移入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机，在190℃下反应2h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，其中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为40:1:100，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，溶剂热过程为在100℃下反应2h，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，煅烧过程为在350℃下煅烧1h，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
对比例2
(1)向反应瓶中加入去离子水、甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，其中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为3:100:40，用硝酸调节ph为1，继续搅拌90min，移入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机，在210℃下反应4h，冷却至室温，依次用去离子水、无水乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇、表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，其中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为60:5:100，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，溶剂热过程为在120℃下反应4h，冷却至室温，过滤，用乙醇洗涤干净并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，煅烧过程为在400℃下煅烧2h，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
向100ml初始浓度为20mg/l的甲基橙溶液中加入50mg的实施例和对比例得到的la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，超声分散均匀，以100w氙灯为光源，光照6h，使用jc-ut2000型紫外可见分光光度计测试甲基橙的降解浓度，并计算光催化降解率，测试标准为gb/t23762-2020。
1.一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料制备方法如下：
(1)向去离子水中加入甘油，搅拌均匀，加入硝酸镧、硝酸铋，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钠，用硝酸调节ph为1-2，继续搅拌30-90min，移入反应釜置于烘箱中，在190-210℃下反应2-4h，冷却，洗涤并干燥，得到la掺杂bipo4纳米棒；
(2)向无水乙醇中加入表面活性剂f127，搅拌均匀，加入la掺杂bipo4纳米棒、wcl6水溶液，搅拌均匀，得到溶胶前驱体；
(3)将溶胶前驱体移入反应釜置于烘箱中，进行溶剂热过程，冷却，过滤，洗涤并干燥，得到la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体；
(4)将la掺杂bipo4-wo3纳米花前驱体置于马弗炉中，进行煅烧过程，得到la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料。
2.根据权利要求1所述的一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述步骤(1)中硝酸镧、硝酸铋、磷酸二氢钠的质量比为1.5-2.5:100:34-38。
3.根据权利要求1所述的一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述步骤(1)中烘箱包括主体，主体的底部活动连接有底座，底座的中间活动连接有控制模块，主体的中间活动连接有置物台，主体的中间活动连接有电热板，主体右侧的底部活动连接有蒸汽入口，主体左侧的顶部活动连接有蒸汽出口，主体左侧的底部活动连接有出水口，主体的顶部活动连接有万向轮，主体的中间活动连接有热风机。
4.根据权利要求1所述的一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述步骤(2)中f127、la掺杂bipo4纳米棒、wcl6的质量比为45-55:1.5-4.5:100。
5.根据权利要求1所述的一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述步骤(3)中溶剂热过程为在100-120℃下反应2-4h。
6.根据权利要求1所述的一种la掺杂bipo4-wo3异质结的光催化降解材料，其特征在于：所述步骤(4)中煅烧过程为在350-400℃下煅烧1-2h。
技术总结