[發明專利]一種降解NO的復合催化劑GQD/Bi2

在審

• 申請號: 202010332634.2
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111450823A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 俞和勝;崔云佩;聶倩倩;劉嘉友;張克非;王騰;呼麗珍
• 申請（專利權）人: 南京奇安威爾環境科技有限公司
• 主分類號: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;B01J37/10;B01J35/08;B82Y30/00;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

本發明提供了一種降解NO的復合催化劑GQD/Bi₂WO₆及其制備方法，以一水合檸檬酸為原料制備了GQDs，再以Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O為原料，運用一步水熱法制備出含有石墨烯量子點GQDs的Bi₂WO₆復合催化劑GQD/Bi₂WO₆。相較于單純的Bi₂WO₆光催化劑，GQD/Bi₂WO₆降解NO的能力提高且降解穩定性增強,解決了Bi₂WO₆可見光下降解NO效率較低的問題。

技術領域

本發明涉及一種NO的可見光催化劑，具體說是一種降解NO的復合催化劑GQD/Bi₂WO₆及其制備方法。

背景技術

NO_x是一種有刺激性氣味的有毒氣體，主要來源于化石燃料的燃燒，分為移動源和固定源，如車輛發動機中的石油的使用和發電廠中的焦炭的燃燒。常提到的NO_x是指NO和NO₂，NO是氮氧化物的主要成分占到95％。當氮氧化物作為一次污染物時，可直接對人體造成傷害和形成酸雨；當其作為二次污染物時，會對環境造成更大的污染，產生霧霾、光化學煙霧、酸雨、臭氧層破壞等環境問題。在過去的幾十年里，由于汽車的數量和工業活動的增加，大氣中NO的濃度大大增加。因此，開發高效、經濟的消除大氣NO的技術已成為全球關注的問題。

Bi₂A_n-1B_nO_3n+3(A＝Ca,Sr,Ba,Pb,Bi,Na,Kand B＝Ti,Nb,Ta,Mo,W,Fe)由于其通常具有層狀結構和獨特的性質。Bi₂WO₆是該家族中最小(n＝1)的一種化合物，具有優良的物理性質，如鐵電性、壓電性、催化作用、氧化陰離子導電和非線性介電敏感性。Bi₂WO₆由于較窄的帶隙使其催化性質可在可見光下響應，這種能夠利用太陽能來處理環境問題的方法，被認為是最有效和最經濟的方法，因此將Bi₂WO₆運用到環境處理領域受到了諸多關注。Zhang和Shang運用水熱法制備的Bi₂WO₆在可見光下可高效降解羅丹明B。2010年，Li制備出一種單分散的類花球形Bi₂WO₆具有將近50％的NO去除率。

石墨烯量子點(GQDs)作為一種零維材料，在尺寸上降至10nm的同時還具有很強的量子約束和邊緣效應，并且使自身具備許多新的物理性質，從而可應用于多個領域，如光電領域，生物成像，發光二極管和傳感器等。GQDs具有良好的水溶性，可以與各種無機材料結合，現今應用在在催化領域，將GQDs與半導體催化劑復合可以有效地促進電子與空穴的分離。Cai利用模板法制備的ZnO/S,N-GQD有效地增強了在可見光下對羅丹明B的降解能力。Fan^[13]制備出GQD-PVP-CdS復合催化劑在可見光照射下高效降解了鉬和苯酚的水溶液。以上研究表明GQD與半導體催化劑復合對提高催化劑的光催化能力有著極大的意義。

發明內容

本發明所要解決的問題在于，克服現有技術存在的缺陷，提出了一種降解NO的復合催化劑GQD/Bi₂WO₆及其制備方法。將GQDs負載在Bi₂WO₆上，不僅在形貌上使得Bi₂WO₆更趨于層數更多的花狀球體，可以極大地提升對NO的降解能力。制備方法操作工程簡單，易于操作。