[發(fā)明專(zhuān)利]具有高光催化活性的納米銀負(fù)載三氧化鎢的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010613908.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102008959A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向群;馬文杰;孟桂芳;張?jiān)?/a>;錢(qián)群;李輝;徐甲強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/68
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/68;B01J37/16;C02F1/32
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有高光催化活性的納米銀負(fù)載三氧化鎢的制備方法，屬無(wú)機(jī)光催化劑制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

三氧化鎢（WO₃）是一種重要的光催化半導(dǎo)體材料，該材料廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體多相光催化技術(shù)解決工業(yè)廢水和生活污水污染治理領(lǐng)域。

WO₃納米材料的傳統(tǒng)制造方法有激光沉積法、溶膠-凝膠法、真空蒸發(fā)法、高溫氣相法等。這些方法或生長(zhǎng)控制參數(shù)精度要求高，重現(xiàn)性較差，或產(chǎn)物的納米結(jié)構(gòu)尺寸不均一，難以控制粒徑大小，不便于產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)，雖然WO₃光催化穩(wěn)定性良好,?既可以做主催化劑又可以做助催化劑，對(duì)光催化降解水中污染物也有較理想的催化效果，但由于WO₃的吸收波長(zhǎng)范圍窄，主要在紫外區(qū)，對(duì)太陽(yáng)光的利用率低；再者，WO₃半導(dǎo)體光催化劑受到光激發(fā)產(chǎn)生電子e^-?和空穴h⁺，由于h^+?易于和e^-?復(fù)合，從而會(huì)影響催化劑的光催化活性。隨著環(huán)境整治和工業(yè)廢水及生活廢水污染處理等領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)于半導(dǎo)體多相光催化技術(shù)的需求越來(lái)越大，因此有必要發(fā)展簡(jiǎn)單、廉價(jià)、環(huán)保的方法批量制造WO₃材料，同時(shí)，如何降低其復(fù)合率，延長(zhǎng)h^+?和e^-?壽命，提高氧化還原能力也是研究提高光催化劑催化活性的關(guān)鍵。

本發(fā)明所述的方法采用離子交換/水熱法，以鎢酸納為原料，去離子水做為反應(yīng)溶劑，成本低廉，制得的產(chǎn)品WO₃納米片形貌均一，分散性良好。同時(shí)，在催化劑表面負(fù)載貴金屬Ag，由于Ag在催化劑表面上沉積，可形成細(xì)小的金屬顆粒聚焦點(diǎn)，從而形成了電子積累中心，對(duì)催化劑的自由電子有最佳的吸引，增大光生電子和空穴的分離幾率，使催化劑的光催化活性提高。目前，用貴金屬修飾氧化鎢光催化劑表面以改善其光催化活性的方法中，基本都涉及貴金屬納米晶的摻雜，其制備方法工藝復(fù)雜，涉及多種有機(jī)溶劑，很難做到環(huán)境友好。而采用本發(fā)明方法制作的納米銀負(fù)載三氧化鎢光催化劑在做到制備工藝簡(jiǎn)單，操作流程環(huán)境友好的同時(shí)，完全滿(mǎn)足高催化活性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種具有高光催化活性的納米銀負(fù)載三氧化鎢的制備方法。

本發(fā)明一種具有高光催化活性的納米銀負(fù)載三氧化鎢的制備方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟：

a.?氧化鎢片狀納米材料的制備：將一定量的鎢酸鈉在一定量的去離子水中用超聲使其充分分散溶解，超聲時(shí)間為10～60分鐘，配制得到質(zhì)量濃度為170～180g/L的溶液；然后將該溶液均勻通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂填棄柱，控制交換速度為25～50滴/分鐘，進(jìn)行充分交換，得到鎢酸淺黃色膠體；隨后靜置陳化18～24小時(shí)，并在160～180℃下水熱反應(yīng)24小時(shí)；然后分別用乙醇和去離子水各洗滌3～5次；烘干后制得三氧化鎢片狀納米材料；

b.?紫外光還原：將一定量的質(zhì)量濃度為0.4wt%的硝酸銀溶液，在其中加入適量硝酸，使溶液成為pH=1的酸性體系；然后避光置于超聲波發(fā)生器中超聲分散10～30分鐘；然后將上述制得的氧化鎢片狀納米材料加入到上述硝酸銀溶液中，并在超聲波發(fā)生器中超聲分散20～40分鐘，隨后置于紫外光波長(zhǎng)為254nm的紫外燈下光還原15～30分鐘；最終獲得產(chǎn)物；

c.?后續(xù)處理：將上述產(chǎn)物進(jìn)行離心并用傾析法濾去上層清液，用乙醇和去離子水分別洗滌2～4次，隨后以濕潤(rùn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移至另一器皿，在電加熱裝置上進(jìn)行加熱焙燒，加熱焙燒溫度為250～320℃，加熱時(shí)間為5～25分鐘；最終得到具有高光催化活性的納米銀負(fù)載三氧化鎢光催化劑。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：本發(fā)明采用離子交換/水熱法制備WO₃納米片，成本低廉，工藝操作簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化。而在光還原法負(fù)載貴金屬Ag的基礎(chǔ)上，在濕潤(rùn)狀態(tài)加以焙燒以此來(lái)提高(Ag/?WO₃)負(fù)載型光催化粒子催化活性的方法簡(jiǎn)單易行，易于操作，且在國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)中未有報(bào)道。

本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理：?本發(fā)明制備方法中主要有以下反應(yīng)：

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