[發(fā)明專利]一種P摻雜WO3

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011636081.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112844359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅忠民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波朗涌工貿(mào)有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/06
• 分類號(hào): B01J23/06;B01J23/30;B01J35/00;B01J35/02;B01J35/08;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/28;C10G27/12;C10G32/00
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本發(fā)明涉及光催化脫硫技術(shù)領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種P摻雜WO₃空心球負(fù)載ZnO納米花光催化脫硫劑，三氧化鎢生成納米晶核，晶核生長(zhǎng)成納米球并組裝成更大的空心球，P的摻雜引入晶格缺陷，拓寬了三氧化鎢的光響應(yīng)波段，硝酸鋅首先形成晶核并逐漸生長(zhǎng)成納米片，納米片逐漸組裝成納米花，三氧化鎢與氧化鋅形成異質(zhì)結(jié)，當(dāng)其受到光輻射時(shí)，氧化鎢和氧化鋅產(chǎn)生光生電子和空穴，由于三氧化鎢的導(dǎo)帶和價(jià)帶低于氧化鋅的導(dǎo)帶，氧化鋅導(dǎo)帶上的光生電子會(huì)轉(zhuǎn)移至三氧化鎢的導(dǎo)帶上，而三氧化鎢價(jià)帶上的空穴轉(zhuǎn)移到氧化鋅的價(jià)帶上，使得光生電子和空穴分離，而空穴可以氧化水，生成羥基自由基，可以將噻吩等氧化，從而達(dá)到光催化脫硫的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化脫硫技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種P摻雜WO₃空心球負(fù)載ZnO納米花光催化脫硫劑及制法。

背景技術(shù)

隨著全球工業(yè)化的持續(xù)發(fā)展，化石能源消耗速度劇增，而化石能源中含有大量的噻吩、硫醚和硫醇等劇毒和強(qiáng)腐蝕性的硫化物，嚴(yán)重影響著化石能源的使用，并且分解產(chǎn)生的SO₂會(huì)給環(huán)境帶來(lái)了不可磨滅的影響，因此，將化石燃料中的硫化物去除，成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)，常用的脫硫技術(shù)包括加氫脫硫、吸附脫硫，而光催化氧化脫硫技術(shù)是一種極具前景的綠色技術(shù)，可以通過(guò)將化石燃料中的硫化物氧化，將化石燃料中的硫化物脫去，從而達(dá)到脫硫的目的。

納米三氧化鎢是窄帶隙n型半導(dǎo)體，可以吸收可見(jiàn)光，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化反應(yīng)，然而普通的納米三氧化鎢比表面積較小，表面的光催化脫硫活性位點(diǎn)較少，而且較小的比表面積使得其對(duì)可見(jiàn)光的吸收效率較低，無(wú)法充分吸收可見(jiàn)光，而且單一的納米三氧化鎢作為光催化脫硫劑時(shí)，其光生電子和空穴十分容易復(fù)合，無(wú)法達(dá)到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的要求，因此需要對(duì)納米三氧化鎢進(jìn)行改性，一方面可以改善其形貌，另一方面可以對(duì)納米三氧化鎢進(jìn)行摻雜，提高其光響應(yīng)頻段，還可以將納米三氧化鎢與二氧化鈦、氧化鋅等其他無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料進(jìn)行復(fù)合，形成異質(zhì)結(jié)型光催化脫硫劑，可以有效地提高納米三氧化鎢光催化脫硫活性。

納米氧化鋅是一種寬帶隙半導(dǎo)體，具有價(jià)格便宜、光電性能優(yōu)異和光催化性能好等眾多優(yōu)點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的納米氧化鋅比表面積較小且只能吸收紫外光，無(wú)法對(duì)紫外光占比僅為4％的太陽(yáng)光進(jìn)行有效地吸收，限制了其在光催化領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，因此對(duì)納米氧化鋅進(jìn)行改性，可以通過(guò)改變其制備方法，對(duì)其形貌進(jìn)行控制，也可以將其與二硫化錫、三氧化鎢等無(wú)機(jī)半導(dǎo)體進(jìn)行復(fù)合，形成獨(dú)特的異質(zhì)結(jié)型光催化脫硫劑，可以有效地提高納米氧化鋅的光催化脫硫活性。

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種P摻雜WO₃空心球負(fù)載ZnO納米花光催化脫硫劑及制法，解決了納米三氧化鎢光催化脫硫活性較差的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種P摻雜WO₃空心球負(fù)載ZnO納米花光催化脫硫劑，所述P摻雜WO₃空心球負(fù)載ZnO納米花光催化脫硫劑的制法包括以下步驟：

(1)向三口瓶中加入體積比為10:2-6的去離子水和甘油混合溶劑、鎢酸鈉和檸檬酸，超聲攪拌均勻后，加入鹽酸，混合均勻后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，置于烘箱內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻后用去離子水和乙醇洗滌，洗滌結(jié)束后干燥，轉(zhuǎn)移至管式爐中進(jìn)行煅燒，得到三氧化鎢空心球；

(2)向三口瓶中加入體積比為10:2-4的去離子水和冰乙酸混合溶劑、納米三氧化鎢空心球和磷酸二氫鈉，超聲劇烈攪拌4-8h后，轉(zhuǎn)移至油浴鍋中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻后離心、洗滌并干燥，轉(zhuǎn)移至管式爐中進(jìn)行煅燒，得到磷摻雜納米三氧化鎢空心球，得到磷摻雜納米三氧化鎢空心球前驅(qū)體；