[發明專利]一種用于降解羅丹明B的三氧化鉬催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710337038.1
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107159185B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 楊穎;方文誠;董相廷;于輝;劉文燚;張承鑫;甘娜;張帥;孫悅;劉桂芝;王程
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B01J23/28
• 分類號: B01J23/28;B01J35/02;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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本發明涉及一種用于降解羅丹明B的三氧化鉬催化劑及其制備方法，屬于納米材料制備技術領域。本發明包括兩個步驟：(1)采用水熱法一步制備得到三氧化鉬(MoO₃)催化劑；(2)所制備的三氧化鉬催化劑具有由納米片組裝成的三維多級納米花結構，對羅丹明B表現出高效優異的降解性能。50毫克三氧化鉬催化劑對100毫升，20毫克每升羅丹明B溶液，在可見光條件下，160分鐘光催化降解可達到91.53％的降解率。本發明的方法操作簡單易行，可大量生產，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，具體說涉及一種用于降解羅丹明B的三氧化鉬催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著生活質量的提高，人類自身的安全與環境問題越來越受到重視，水體中的有機污染物即是其中的熱點被關注對象之一。金屬氧化物半導體因其在光催化方面高效、簡單與低能耗等特點，在降解水體中的有機污染領域得到廣泛應用。在金屬氧化物半導體對水體中的有機污染成分進行光催化降解時，只需要可見光的照射即可；常用于光催化的金屬氧化物半導體有二氧化鈦(TiO₂)、三氧化鎢(WO₃)、氧化鉍(Bi₂O₃)等。但材料自身的特性對于光催化降解的所需的條件仍有不同，如TiO₂因為穩定、無毒、高效的特點而被廣泛使用于光催化方面，但TiO₂只能吸收紫外光，而太陽光中僅有4％的紫外光，因此，開發能吸收可見光降解有機染料的催化劑是很有必要的。

三氧化鉬(MoO₃)是一種寬禁帶寬度的N型半導體，被廣泛應用于電致變色、熱致變色、光致變色、氣敏傳感器、催化劑等方面；另外，MoO₃也是合成MoO₂，MoS₂，MoSe₂和Mo等重要材料的良好前驅體。MoO₃常見的相有三種：穩定態的正交相三氧化鉬(α-MoO₃)，亞穩定態的單斜相三氧化鉬(β-MoO₃)與六方相三氧化鉬(h-MoO₃)[T.Itoh,I.Matsubara,W.Shin,N.Izuand M.Nishibori,Sens.Actuators,B,2008,128,512-520；D.Mariotti,H.A.C.Bose,and K.K.Ostrikov,Nanotechnology,2008,19,495302-495307；L.Zheng,Y.Xu,D.Jin and Y.Xie,Chem.Mater.,2009,21,5681-5690]。Chen等通過水熱合成出α-MoO₃納米帶，并用于亞甲基藍(MB)的降解實驗[Y.P.Chen,C.L.Lu,L.Xu,Y.Ma,W.H.Hou andJ.J.Zhu,CrystEngComm,2010,12,3740-3747]，Chithambararaj等合成出h-MoO₃，用于亞甲基藍的降解實驗，同時Chithambararaj等也合成出α-MoO₃用于亞甲基藍的降解，并將α-MoO₃與h-MoO₃的降解情況進行對比，發現在相同條件下h-MoO₃的降解情況比α-MoO₃更好[A.Chithambararaj,N.S.Sanjini,A.C.Bose and S.Velmathi,Catal.Sci.Technol.,2013,3,1405-1414；A.Chithambararaj,N.S.Sanjini,S.Velmathi and A.C.Bose,Phys.Chem.Chem.Phys.,2013,15,14761-14769]。

本發明所制備出的三氧化鉬催化劑為三維多級納米結構，明顯具有以下優勢：其一，制備三氧化鉬催化劑的原料易得、方法簡單、低能耗；其二，制備的三氧化鉬催化劑具有三維多級納米花結構，在降解羅丹明B時，有利于羅丹明B分子與三氧化鉬催化劑的接觸，進而表現出高效地光催化降解性能。

發明內容