[發明專利]一種可用于光催化劑的APTES-Sb2WO6-GQDs復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810560573.8
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108636457B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 孔泳;郭莉麗;陳中平;譚文勝;吳大同
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J31/34
• 分類號: B01J31/34;C02F1/32;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
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本發明涉及一種可用于光催化劑的3?氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)?Sb₂WO₆?石墨烯量子點(GQDs)復合材料的制備方法。包括以下步驟：制備Sb₂WO₆、用APTES修飾Sb₂WO₆、制備GQDs、制備APTES?Sb₂WO₆?GQDs復合材料光催化劑、將APTES?Sb₂WO₆?GQDs復合材料光催化劑應用于水體污染物甲基橙的光催化降解。本發明的有益效果是：APTES?Sb₂WO₆?GQDs復合材料光催化劑對甲基橙的降解速率較快且易于重復利用。

技術領域

本發明涉及一種可用于光催化劑的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)-Sb₂WO₆-石墨烯量子點(GQDs)復合材料的制備方法，屬于水處理和材料合成領域。

技術背景

由于環境污染日益嚴重，化石燃料儲備逐漸枯竭，可再生能源的研究及環境修復技術的發展變得更加重要和緊迫。當前世界的快速工業化，使得有機污染物成為了主要水體污染物之一。為了高效降解這些污染物，科研工作者們開始嘗試將光催化技術應用到水處理領域，從而緩解環境和能源問題。光催化使用清潔的光能作為能量來源，可以將水體有機污染物無選擇性礦化為二氧化碳和水，在水處理領域展現出巨大的優勢。

甲基橙是一種偶氮染料，水溶液呈橙色，工業生產中若不加處理便排放到水體中，一方面會使有色水體阻礙水中植物吸收利用陽光，另一方面甲基橙本身有毒，這對被污染水體周邊動植物的生存造成了嚴重的威脅。由于甲基橙是一種典型的持久性有機污染物，因此本發明以甲基橙作為目標降解物，具有一定的代表性。

為了尋求一種自身可以吸收絕大部分可見光波段的光催化劑，科研工作者們對大量的半導體進行了光催化方面的研究。但是，由于半導體材料種類繁多，很多半導體材料還尚未得到充分的研究。Sb₂WO₆就是其中一種研究較少的半導體材料。與Bi₂WO₆相似，Sb₂WO₆同樣具有獨特的奧里維里斯結構，并且由于[WO₄]_n層嵌入兩個[Sb₂O₂]_n層導致結構的扭曲。到目前為止，只發現了三種合成Sb₂WO₆的方法：水熱法、固態反應以及溶劑熱法。其中，固態反應的過程相當復雜，并且無法獲得純的Sb₂WO₆產品。水熱法可以通過控制反應液的pH 值來控制Sb₂WO₆的形貌，但是得到的粒子粒徑分布范圍寬(微米及以上級別)。最近，溶劑熱法制備Sb₂WO₆取得了進展。在制備過程中，通過控制乙二醇和水的體積比來得到不同層次結構的Sb₂WO₆。并且通過溶劑熱法制備的Sb₂WO₆產品也有純度較高、粒徑分布范圍較窄等優點。Sb₂WO₆具有較強的可見光吸收能力，但目前對它的研究還較少。

石墨烯量子點(GQDs)作為一種碳材料，屬于零維納米材料。GQDs與石墨烯相同之處在于厚度約在0.4nm到2.0nm之間，通常為一至三層堆疊而成，差異在于平面大小的不同，前者小于100nm，而后者則在微米級以上，這種差異使得GQDs具有一些特殊的性能。由于內部電子在各方向上的運動均受到限制，所以GQDs的量子局域效應尤為明顯，具有許多獨特的物理和化學性質。這些性質使得GQDs在光催化領域具備了一定的應用前景。

發明內容