[發(fā)明專利]一種多孔ZnWO4/WO3納米管光催化劑及簡(jiǎn)單可控的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910307381.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109999792A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏明志;孫科;盧啟芳;郭恩言
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/30
• 分類號(hào): B01J23/30;B01J35/06;B01J37/08;B01J35/10;C02F1/30;B82Y30/00;B82Y40/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔ZnWO₄/WO₃納米管光催化劑及簡(jiǎn)單可控的制備方法，具體是將偏鎢酸銨與乙酸鋅溶液加入到PVP的DMF溶液中進(jìn)行攪拌處理，使其混合均勻制備電紡溶膠，使其電紡得到ZnWO₄/WO₃凝膠纖維，在進(jìn)行煅燒得到多孔ZnWO₄/WO₃納米管，然后通過(guò)調(diào)控固含量的變化得到的不同形貌的ZnWO₄/WO₃納米管。本發(fā)明的特點(diǎn)是在生產(chǎn)過(guò)程中采用一步法混合靜電紡絲方法即可制備得到多空Z(yǔ)nWO₄/WO₃納米管；同時(shí)制備得到的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，相對(duì)單純納米纖維增加了其比表面積，使其具有更多的活性位點(diǎn)，增加了電子的傳輸，并且制備的納米管具有良好的光催化性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體為多孔納米管材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活環(huán)境日益惡化，水污染問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。當(dāng)前處理水污染的方法多種多樣，其中半導(dǎo)體光催化劑以低成本、高成效等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。自1972年Fujishima和Honda（Nature 1972, 238, 37-8）使用TiO₂做電極將水電解成H₂和O₂以來(lái)，TiO₂作為最常用的光催化材料，便由于其無(wú)毒性、低成本以及高穩(wěn)定性等特點(diǎn)引起了廣泛報(bào)道。但是，由于TiO₂的帶隙較寬（~3.2 ev），只能被紫外光照射，太陽(yáng)光利用率不足5%，限制了它在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。因此，為了更有效地利用太陽(yáng)能，開(kāi)發(fā)高效、可持續(xù)穩(wěn)定的可見(jiàn)光催化劑是非常關(guān)鍵的。其中，WO₃作為一種典型的n型半導(dǎo)體，由于其帶隙較小（2.8 eV左右），能更有效地吸收可見(jiàn)光，被認(rèn)為是一種理想的光催化劑。目前已有多個(gè)課題組展開(kāi)了關(guān)于WO₃光催化劑的研究。通過(guò)構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑來(lái)提高光催化活性已被證明是一種有效的方法。此外，多孔納米管具有較大的比較面積，有利于更好的降解有機(jī)污染物，故能夠增加提高三氧化鎢的光催化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是利用構(gòu)建多孔的ZnWO₄/WO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)提高WO₃的光催化性能，并且孔隙度簡(jiǎn)單可控。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術(shù)方案：

一種多孔ZnWO₄/WO₃納米管光催化劑及簡(jiǎn)單可控的制備方法，包括步驟如下：

（1）將偏鎢酸銨溶于水，制得偏鎢酸銨質(zhì)量濃度為30~40%的溶液A;

（2）將乙酸鋅溶于A，制得乙酸鋅質(zhì)量濃度為30~40%的溶液B;

（3）將聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于N，N-二甲基甲酰胺，制得質(zhì)量濃度為10~20% PVP溶液C;

（4）將溶液A，溶液B和溶液C混合，在攪拌條件下，溶液溶解均勻，得到溶液D；

（5）將制得的溶液D加入到注射器針管中，進(jìn)行靜電紡絲;

（6）將靜電紡絲得到的纖維膜進(jìn)行高溫煅燒，得到納米管光催化劑。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1）中，偏鎢酸銨的質(zhì)量濃度為32%。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（2）中，乙酸鋅的質(zhì)量濃度為31%。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（3）中，PVP質(zhì)量濃度為10%。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（5）中，電紡溶液的推進(jìn)速度為2.26 mL/h，電壓為20 kV。