[發明專利]一種新型結構的WO

在審

• 申請號: 201910345638.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110586072A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 鄭嬋;黃冬冬;李巍;陳文哲
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01J37/10;C01G41/02;A62D3/17;A62D101/26;A62D101/28
• 代理公司: 11468 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 陳朝陽

本發明公開了一種新型結構的WO₃微納米光催化材料，利用高溫高壓的水熱反應物質發生重結晶的原理，制備了形狀可控的六邊形WO₃微納米材料。以Na₂WO₄·2H₂O及HCl為主要原料，形成的中間產物在水熱條件下，稱取固定量（3mM）的Na₂WO₄·2H₂O，將3M濃度的HCl按體積為1?5mL取量，加入去離子水進行充分攪拌，將得到的淡黃色沉淀離心洗滌去除雜質后溶于H₂O₂中,將均勻溶液在120℃~180℃的水熱溫度下成功制備了結晶性好，具有均一形貌的WO₃微納米材料。本發明方法具有：操作簡單易行，原料易得，成本較低，易于推廣等特點。

技術領域

本發明屬于光催化新型微納米結構制備領域，所制備的材料可用于污水中有機染料的降解及水質凈化，具體涉及一種新型結構的WO₃微納米光催化材料。

背景技術

隨著現代工業技術的高速發展，大量工業“三廢”，尤其是有機染料在未經處理或處理不達標直接排放到環境中，對環境造成了巨大破壞，甚至威脅到人類的生命和健康。因此，對于有機染料的處理成為當前所面臨的亟待解決的重大問題。傳統環境治理技術存在能耗高、處理率低、產生二次污染等問題，使人們處理該問題時困難重重，近些年來納米技術的高速發展為納米光催化技術的應用提供了良好的機遇。光催化技術是近幾十年發展起來的一種高效、環保、節能的新技術，使通常情況下難以解決環境的問題可以在比較溫和的條件下順利進行，其具有處理效率高、耗能低、安全性高等特點。

光催化技術的核心是光催化劑，半導體光催化是利用光催化劑在光照條件下生成一系列具有強氧化能力的空穴和自由基，進一步發生氧化分解反應使有機物污染物降解為CO₂和H₂O等無機物，從而達到對有機物的徹底氧化分解。其光催化性能主要取決于兩個因素：光生電子-空穴對的遷移率和復合率。半導體的價帶和導帶的位置決定了光生電子-空穴對的遷移率，而半導體表面的官能團和缺陷對光生電子-空穴對的復合率會產生重要的影響。

自1972年由日本的Fujishima和Honda首次提出TiO₂與Pt電極組成的光電體系在紫外光下照射催化分解水制得氫氣這一理論時起，半導體光催化材料逐漸成為催化領域研究的重點和熱點。光催化性能是半導體所特有的性能之一，半導體的光催化就是利用半導體對太陽光響應過程，進而在半導體表面發生一系列的氧化還原反應的一種技術。

常見的半導體光催化材料主要有：TiO₂、ZnO、Fe₂O₃、Bi₂WO₆和WO₃等，迄今為止，研究最多的材料是TiO₂，但是由于TiO₂的禁帶寬度較大，對可見光的轉化效率低等缺點，人們開始從兩個方向來提高光催化劑的光利用率：1. TiO₂的可見光化，主要用N、S、C等元素部分取代TiO₂中的氧元素，從而來減小其帶隙；2.開發研究其他高效結構的光催化材料。近年來，中WO₃納米材料由于具有較寬的光吸收帶、光穩定性高、價格便宜、容易制備等特點，成為繼TiO₂之后得到了人們的廣泛關注。科學家們通過改變WO₃形貌，摻雜或復合等措施來研究其對光催化性能的影響。