[發(fā)明專利]一種氧化鎢/溴氧化鉍復(fù)合材料的制備方法與用途

有效

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• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107362814B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬曉東;陳敏;姜德立;馬婉霞
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B01J27/132
• 分類號: B01J27/132;C02F1/30;C02F101/38
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本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，涉及一種氧化鎢/溴氧化鉍復(fù)合材料的制備方法。稱取一定量Bi₂₄O₃₁Br₁₀粉體，向其中加入一定量的去離子水，超聲、攪拌使其分散均勻，得到懸濁液1；再稱取一定量的WO₃粉體，向其中加入一定量的去離子水，超聲、攪拌使其分散均勻，得到懸濁液2；然后將兩個懸濁液混合，攪拌8?12h，得到懸濁液3；然后將所得懸濁液3轉(zhuǎn)移到內(nèi)襯為聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，放入烘箱中，進(jìn)行水熱反應(yīng)；待自然冷卻至室溫后，離心出黃色固體沉淀，洗滌，烘干，取出，用研鉢研磨至粉末狀后備用。所制備的復(fù)合光催化劑在可見光輻照下能有效催化降解抗生素鹽酸四環(huán)素，在抗生素的廢水處理中有潛在的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，涉及一種氧化鎢/溴氧化鉍復(fù)合材料的制備方法，具體說是一種制備工藝簡單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，且具有良好光催化降解有機(jī)污染物性能的復(fù)合材料及其制備方法與用途。

背景技術(shù)

抗生素是人們最常用的藥物之一，但對含抗生素的廢水的不當(dāng)處理導(dǎo)致了嚴(yán)重的水質(zhì)污染并危害人類健康。鹽酸四環(huán)素(TC)是使用最為廣泛的抗生素之一，它能幫助人們抵御細(xì)菌感染。近年來，廢水中TC的處理問題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的生物處理方法中，TC很難被降解，其在生態(tài)環(huán)境中會逐漸累積，破壞生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致抗生素抗性基因的增殖，最終會對人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此，如何能有效降解TC是現(xiàn)在研究者們亟需解決的難題。近年來，將光催化技術(shù)應(yīng)用于分解環(huán)境中殘留的抗生素得到了人們的廣泛關(guān)注和研究。其原理為光照條件下光催化劑被激發(fā)，產(chǎn)生了氧化能力很強(qiáng)的活性物質(zhì)來分解抗生素。因而，光催化分解抗生素是一種綠色高效的技術(shù)手段。

鹵氧化鉍(BiOX，X＝Cl，Br，I)，作為鉍基半導(dǎo)體材料的一類，是近年來發(fā)展起來的一類新型半導(dǎo)體光催化劑材料。由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)、適合的禁帶寬度以及優(yōu)異的光催化活性，在眾多領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為材料學(xué)科和催化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。但這類材料同時也存在可見光利用率低、空穴與電子容易復(fù)合、導(dǎo)帶位置太正等缺點(diǎn)，使其在環(huán)境和能源等領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制。因此，對其進(jìn)行改性以增大其可見光利用率，并抑制空穴與電子的復(fù)合，提高光生電荷的分離效率是目前亟需解決的難題。

二維納米材料因其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)、高比表面積和獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)而受到人們越來越多的關(guān)注。在眾多的二維納米材料中，氧化鎢(WO₃)作為一種典型的n型半導(dǎo)體材料，因其具有帶隙窄(2.4～2.8eV)，制備工藝簡單，光催化性能穩(wěn)定，廉價(jià)，無毒等特點(diǎn)，而在光催化領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。但是，單純的氧化鎢光催化劑同時也存在著光生載流子易復(fù)合，可見光利用率低等缺陷，使其無法應(yīng)用到實(shí)際生活中，因此許多修飾氧化鎢半導(dǎo)體光催化劑的方法相繼產(chǎn)生，如：構(gòu)建異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、改變形貌、修飾其結(jié)構(gòu)表面等；在這些方法中，與其他半導(dǎo)體形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)型是一種簡單易行的方法，能有效提高其光催化效率。有關(guān)這方面的技術(shù)國內(nèi)外已經(jīng)有了許多的文獻(xiàn)報(bào)道(如：WO₃/CdWO₄(RSC Advances,2015,5(8):6019-6026.)，WO₃/BiVO₄(Nano letters,2014,14(2):1099-1105.)等)。

迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)有人采用水熱法制備氧化鎢/溴氧化鉍(WO₃/Bi₂₄O₃₁Br₁₀)復(fù)合半導(dǎo)體材料，所用的Bi₂₄O₃₁Br₁₀納米材料化學(xué)和物理性質(zhì)穩(wěn)定，原材料廉價(jià)易得，無毒，且以其為載體制備WO₃/Bi₂₄O₃₁Br₁₀復(fù)合半導(dǎo)體材料的反應(yīng)工藝簡單，所得復(fù)合材料對抗生素鹽酸四環(huán)素(TC)具有良好的光催化降解性能和可循環(huán)穩(wěn)定性能，在抗生素的廢水處理中有潛在的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容