一种WO3可见光光催化剂及其制备和应用的制作方法

文档序号:11575261阅读:814来源:国知局

本发明涉及一种wo3光催化剂的制备技术。通过降解甲基橙,证明其有优异的可见光光催化降解有机废水的效果。



背景技术:

近年来,随着染料工业的飞速发展,染料废水的排放也越来越多。这些染料废水具有色度大、组成复杂、有机物含量高、环境污染大等特点,难以找到高效的处理方法。工业上常用的染料废水处理方法有絮凝沉淀法、吸附法、生物法、光催化氧化降解法等。其中,应用半导体催化剂光催化降解有机污染物具有低能耗、易操作、降解效率高、无二次污染等特点而受到关注,成为近年来环境污染治理技术研究的热点。

半导体在光催化降解染料废水中起着非常重要的作用:(1)半导体在光催化氧化技术领域具有操作简单、反应条件温和、能耗低及二次污染少等优点,因而在废水处理领域备受关注;(2)wo3是一种禁带宽度约2.5-2.8ev的n型半导体材料,主要吸收小于443nm波长的光,稳定性好;(3)wo3能高效降解废水等有机污染物,对环境污染小、价格便宜。而且就环境净化而言,对于没有紫外光的室内也有很大的应用价值。

太阳光中主要成分是可见光,紫外光成分只占5%左右。因此,在可见光下下降解染料废水以改善环境质量和人类的健康具有显著的实际意义。



技术实现要素:

本发明的目的之一是提供一种wo3可见光光催化剂。

本发明的目的之二是提供上述的一种wo3可见光光催化剂的制备方法,该方法节能且简单易行,不需要复杂昂贵的设备。

本发明的技术方案

一种wo3可见光光催化剂,由(20-200ml)六次甲基四胺溶液和(2-20g)h2wo4浸泡而成,最优浸泡比为10:1。

上述的一种wo3可见光光催化剂的制备方法,具体步骤为:

(1)配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌边30min,随后转移至100ml的容量瓶中。

(2)用步骤(1)所得六次甲基四胺溶液预处理h2wo4,即按一定比例取上述六次甲基四胺溶液和h2wo4于烧杯中,浸泡20-28h,用无水乙醇和去离子水洗涤、自然风干,然后在300-700℃煅烧和未煅烧下均可制得wo3。

本发明的有益效果:

本发明的一种wo3可见光光催化剂,由于wo3的带隙能较小,为2.5-2.8ev,在可见光下能高效降解有机污染物,对环境污染小、价格便宜。对于没有紫外光的室内也有很大的应用价值。

发现在未煅烧条件下制备的wo3可见光光催化剂,具有较高的光催化活性。在8w日光灯的照射下,8h后,甲基橙的降解率约达67%。这种催化剂的制备方法具有节能的效果。

进一步,本发明的一种wo3可见光光催化剂的制备方法节能且简单易行,不需要复杂昂贵的设备,便于规模化生产。

附图说明

图1.wo3的xrd图;

图2.可见光下wo3对甲基橙溶液的降解效果图。

具体实施方式

下面将通过具体的实施例对发明做进一步阐述。

实施例1

配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌30min,随后转移至100ml的容量瓶中,得六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml。取50ml六次甲基四胺溶液和5gh2wo4于烧杯中,浸泡24h,用无水乙醇和去离子水分别洗涤、自然风干干燥,即得wo3。

从图1的xrd中可以看出预处理后未经煅烧所得wo3。

取初始浓度为20mg/l的甲基橙溶液50ml于100ml烧杯中,分别加入预处理后在未煅烧光催化剂0.1g和0.5ml30%的双氧水,用玻璃棒搅拌使其混合均匀,然后放入超声波清洗器超声5min,搅拌30min,用8w的日光灯照射并不断搅拌,每隔2h取上清液少许,用分光光度计测量甲基橙溶液吸光度。最后计算其8h对甲基橙的降解率。

实施例2

配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌30min,随后转移至100ml的容量瓶中,得六次甲基四胺溶液浓度为20g/ml。取50ml六次甲基四胺溶液和5gh2wo4于烧杯中,浸泡24h,用无水乙醇和去离子水分别洗涤、自然风干干燥,即得wo3。

在8w的可见光照8h后,六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4后在未煅烧条件下制得wo3对甲基橙的降解率约达50%。

实施例3

配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌30min,随后转移至100ml的容量瓶中,得六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml。取50ml六次甲基四胺溶液和10gh2wo4于烧杯中,浸泡24h,用无水乙醇和去离子水分别洗涤、自然风干干燥,即得wo3。

在8w的可见光照8h后,六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4后在未煅烧条件下制得wo3对甲基橙的降解率约达48%。

实施例4

配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌30min,随后转移至100ml的容量瓶中,得六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml。取50ml六次甲基四胺溶液和5gh2wo4于烧杯中,浸泡20h,用无水乙醇和去离子水分别洗涤、自然风干干燥,即得wo3。

在8w的可见光照8h后,六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4后在未煅烧条件下制得wo3对甲基橙的降解率约达53%。

实施例5

配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌30min,随后转移至100ml的容量瓶中,得六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml。取50ml六次甲基四胺溶液和5gh2wo4于烧杯中,浸泡24h,用无水乙醇和去离子水分别洗涤、自然风干干燥,即得wo3。

在8w的可见光照8h后,六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4后在未煅烧条件下制得wo3对甲基橙的降解率约达67%。

从图2可以看出可见光下wo3对甲基橙的降解效果图。

从图2中可以发现,六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml,六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4时间为24h,六次甲基四胺溶液与h2wo4浸泡比为10ml:1g,自然干燥制得的wo3对甲基橙的降解率最高,在8w的可见光照8h后,约达67%。

实施例6

配制的六次甲基四胺溶液,即称取一定量的c6h12n4,加入适量的去离子水,然后搅拌30min,随后转移至100ml的容量瓶中,得六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml。取50ml六次甲基四胺溶液和5gh2wo4于烧杯中,浸泡24h,用无水乙醇和去离子水分别洗涤、自然风干干燥,干燥后在300-700℃煅烧即得wo3。

从图1的xrd中可以看出预处理后经煅烧所得wo3。

从图2可以看出可见光下wo3对甲基橙的降解效果图。

从图2中可以发现,在8w的可见光照8h后,随着煅烧温度的升高其对甲基橙的降解率逐渐降低。

实施例7

同实施例6,与实施例6不同之处在于,干燥后在50-250℃煅烧即得wo3。其对甲基橙的降解率与未煅烧时基本保持一致。

在六次甲基四胺溶液浓度为40g/ml,六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4时间为24h,六次甲基四胺溶液与h2wo4浸泡比为10ml:1g,说明六次甲基四胺溶液浸泡h2wo4后在未煅烧条件下制得wo3对甲基橙的降解率最高,约达67%,说明未煅烧条件下制备的wo3的光催化活性最高,这一研究成果具有节能的效果。

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