[發明專利]一種粉末催化材料、薄膜催化材料、復合納米催化材料的制備及應用

有效

• 申請號: 201711100227.3
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107837805B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 欒景飛;沈櫟
• 申請（專利權）人: 南京大學（蘇州）高新技術研究院
• 主分類號: B01J23/28
• 分類號: B01J23/28;B01J27/135;B01J37/08;B01J37/34;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發明公開了一種粉末催化劑能夠催化光降解水中有機污染物馬拉硫磷、亞甲基蘭和苯并三唑的反應。同時公開了一種粉末催化材料的制備方法包括微乳液體系水熱法、高溫固相燒結法和鹽助噴霧燃燒法，一種薄膜催化材料的制備方法包括射頻磁控濺射法。本發明還公開了一種改性復合多孔催化材料的制備方法，制備得到BiOBr/DyNdSnMoO₈復合催化材料，可以用于光催化去除水體中的有機污染物馬拉硫磷、亞甲基蘭和苯并三唑。

技術領域

本發明涉及催化材料技術領域,更具體的說是涉及一種粉末催化材料、薄膜催化材料、復合納米催化材料的制備及應用。

背景技術

當今世界迅猛發展，在給人們的生活增加了諸多的便利,促進了人類文明發展的同時,也給賴以生存的環境埋下了諸多隱患,給日益嚴峻的能源緊缺提出了沉重的挑戰。為此，開發利用太陽能逐漸成為研究的熱點，為解決環境和能源問題提供了解決的方案。其中，半導體光催化技術由于可直接將太陽能轉化為電能或氫能,并且可以有效地將有機污染物分解而不產生二次污染,而受到廣泛關注。其技術核心是獲取具有高活性的、對可見光響應的半導體光催化材料。

自1972年Fujishima和Honda在n型半導體TiO₂電極上發現了光催化作用下可以分解水以來，TiO₂一直備受關注，其是一種功能多樣、應用廣泛的無機半導體材料，具有銳鈦礦型、金紅石型和板鈦型。由于其化學性質穩定且無毒，因此，其在光催化降解、光催化裂解水、鋰離子電池和染料敏化太陽能電池等領域都具有較好的應用前景。然而，TiO₂半導體在光催化應用中，由于光催化反應中光生電子與光生空穴容易復合，從而使光催化活性不高。為了克服以上的缺陷，研究者們對TiO₂進行了改性，并對其他可見光響應的半導體光催化劑進行了探究。

隨著光催化的深入研究，研究者們對半導體光催化材料的要求也在不斷的增加。盡管單一相半導體光催化劑,例如BiVO₄、Bi₂MoO₆、CdS、g-C₃N₄、Ag₃PO₄和CeO₂等單一的光催化劑，在深度和廣度上的研究已經很多，對可見光具備良好的光響應，但是其在實際應用方面還具有一定的局限性。單一的半導體光催化劑己經不能滿足其所在應用中的需求，人們對于復合光催化劑的要求和研究也在與日俱增。異質結光催化劑相較于單一相光催化劑具有的優點：可以進一步的拓展對電子結構的調控、拓寬光響應范圍、有利于光生電子－空穴對的分離?；谝陨蟽烖c，半導體異質結光催化劑有利于光催化性能的提高。因此，研究一種有效提高有機污染物降解效率的催化材料的制備方法及應用是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種粉末催化材料、薄膜催化材料、復合納米催化材料的制備及應用，采用DyNdSnMoO₈粉末催化材料、DyNdSnMoO₈薄膜催化材料、BiOBr-DyNdSnMoO₈復合納米催化材料經光催化去除水體中的有機污染物馬拉硫磷、羅丹明B和苯并三唑的應用。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：本發明提供一種粉末催化材料的制備方法，制備方法為微乳液體系水熱法，包括以下步驟：

(1)分別配置0.2mol/L的Dy(NO₃)₃、Nd(NO₃)₃、SnCl₄、(NH₄)₆Mo₇O₂₄溶液備用。

(2)(2.1)稱取25mL步驟(1)中所得溶液在磁力攪拌的條件下混合，再加入0.5mol的十六烷基三甲基溴化銨攪拌，在攪拌的條件下，滴加異丙醇直到十六烷基三甲基溴化銨完全溶解得到混合液；