[發(fā)明專利]有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011552730.4
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112718000B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周虎;王曉虹;楊慧芝;伍明;黃鐵凡;張磊;蹇建
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J23/22;B01J35/06;B01J37/02;B01J37/34;A01N59/16;A01P1/00;C02F1/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜;劉依云

本發(fā)明涉及有機(jī)?無機(jī)雜化材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種有機(jī)?無機(jī)復(fù)合光催化膜及其制備方法和應(yīng)用。該制備方法包括：將含有聚3?己基噻吩的混合液I依次與改性導(dǎo)電炭黑和三氧化鎢接觸，然后將所得涂膜液均勻涂布后固化成膜，得到復(fù)合膜，接著將復(fù)合膜依次與硝酸銀溶液和磷酸氫二鈉溶液接觸，通過光還原法得到固載有銀/磷酸銀的有機(jī)?無機(jī)復(fù)合光催化膜。本發(fā)明通過聚3?己基噻吩、三氧化鎢、銀/磷酸銀以及硅烷偶聯(lián)劑改性的導(dǎo)電炭黑之間的協(xié)同作用，能夠顯著提高對可見光的利用率和光催化降解效率，從而實(shí)現(xiàn)對水體中污染物的高效吸附。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)-無機(jī)雜化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，全球生態(tài)污染問題變得越來越嚴(yán)重。全球平均每年生產(chǎn)將近700000-1000000噸的染料，而其中約有280000噸成為工業(yè)廢水排出。工業(yè)染料廢水由于其有機(jī)污染物含量高、水質(zhì)變化快、色度深、水量大、難以生物降解等特點(diǎn)，其處理純化過程也備受人們關(guān)注。

其中，通過光催化降解技術(shù)除去工業(yè)染料廢水中的有機(jī)染料來降低其對環(huán)境的影響已經(jīng)成為一個重要的研究領(lǐng)域。

金屬氧化物半導(dǎo)體材料作為一種光催化材料，因其在有機(jī)污染物的降解上表現(xiàn)出優(yōu)異的性能而受到大量研究者的關(guān)注。三氧化鎢作為一種常見的金屬氧化物半導(dǎo)體，具有優(yōu)異的光化學(xué)穩(wěn)定性，較合適的帶隙寬度(2.5-3.5eV)，無毒且環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。

然而，純?nèi)趸u存在量子產(chǎn)率低，光生電子-空穴對易復(fù)合等問題，使得純?nèi)趸u的催化活性很低，極大地限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中三氧化鎢光催化材料存在催化活性低的缺陷，提供一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜及其制備方法和應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚3-己基噻吩與溶劑進(jìn)行接觸混合I以溶解，得到混合液I；所述聚3-己基噻吩與所述溶劑的用量質(zhì)量比為1：6-12；

(2)將所述混合液I依次與改性導(dǎo)電炭黑和三氧化鎢接觸，得到涂膜液；所述改性導(dǎo)電炭黑為由硅烷偶聯(lián)劑與導(dǎo)電炭黑經(jīng)偶聯(lián)反應(yīng)而得到的，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述導(dǎo)電炭黑的用量質(zhì)量比為1：20-50；

(3)將所述涂膜液涂布于基板上，得到涂布有涂膜液的基板，并在間隔0-3分鐘后，將所述涂布有涂膜液的基板進(jìn)行固化處理以得到復(fù)合膜；

(4)將所述復(fù)合膜依次與硝酸銀溶液和磷酸氫二鈉溶液接觸，得到有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜；

(5)將所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜在紫外燈下光照處理10-40min，得到有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜。

本發(fā)明第二方面提供由前述第一方面所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜的制備方法制備得到的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜。

本發(fā)明第三方面提供由第二方面所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜在降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過聚3-己基噻吩、三氧化鎢以及硅烷偶聯(lián)劑改性的導(dǎo)電炭黑之間的協(xié)同作用，不但能夠有效克服現(xiàn)有技術(shù)中三氧化鎢量子產(chǎn)率低、電子-空穴對易復(fù)合等問題，顯著提高光催化量子效率，還能夠拓展光催化膜的光譜響應(yīng)范圍，提高對可見光的利用率，從而實(shí)現(xiàn)對水體中污染物的高效吸附，提高光催化降解效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜的表面形貌掃描電子顯微鏡圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制得的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜的表面形貌掃描電子顯微鏡圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例3制得的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合光催化膜的表面形貌掃描電子顯微鏡圖；