[发明专利]水热法合成可见光催化剂SnWO4的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的合成，尤其是可见光催化剂的合成，具体的说是一种可见光催化剂SnWO₄(钨酸亚锡)的合成方法。

背景技术

光催化正式在环境保护与治理上的应用研究开始于20世纪70年代后期。Fank和Bard关于水中氰化物在TiO₂上的光分解研究以及Carey等关于多氯联苯在TiO₂/紫外光下的降解研究，为光催化的迅速发展起到了极大的推动作用。光催化技术利用半导体材料在光照下表面能激活化的特性，利用光能可有效地氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味。由于光催化技术可利用太阳能在室温下发生反应，比较经济；目前关于光催化剂对各种有机物氧化降解的普适性已经成为共识，虽然不同的有机物由于结构、组成上的差异在降解活性上有一些差别，但总体上看光催化基本上是一个没有选择性的化学过程。所以未来光催化研究应该集中在机理的深刻认识、光响应范围宽和量子效率高的催化剂的制备、光催化技术工程化和新型的光催化产品开发等四个方面。

为了更有效地利用太阳光，扩大光催化剂的光响应范围，研究在可见光下具有高效光催化活性的催化材料非常有意义，寻求廉价、环境友好并具有高性能的可见光光催化材料将是光催化发展进一步走向实用化的必然趋势。目前国内对于新型的可见光催化剂的研究较少，目前报道可见光催化剂的SnWO₄的合成方法只有固相合成法。

固相合成法(参见：In-Sun Cho，Chae Hyun Kwak，Dong Wook Kim，Sangwook Lee，and Kug Sun Hong.Photophysical，Photoelectrochemical and Photocatalytic Properties ofNovel SnWO₄ Oxide Semiconductors with Narrow Band Gaps·J Phys Chem C 2009(113)：10647～10653)，该法是以SnO和WO₃机械混合后直接在800℃高温下烧结一定时间得到光催化剂SnWO₄(钨酸亚锡)，该方法合成条件苛刻，反应温度高，对设备要求高，能耗高，先驱材料的混合缺乏均匀性，合成催化剂产品颗粒粒径较大，分布不均匀，比表面积较小，需分解、降解的污染物在催化剂表面的吸附较小，从而可见光催化的活性不高。

综上所述，现有的方法对设备要求高、能耗高，操作复杂，条件苛刻，故需要开发简单低能耗的合成方法，能够合成具有高活性的可见光催化剂SnWO₄(钨酸亚锡)，能在可见光照射下分解降解有机物，长期发展具有较好的环境效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的是使用新的合成方法，合成具有高可见光催化活性的SnWO₄(钨酸亚锡)，实现难降解有机物的可见光降解。

本发明目的可以通过以下技术方案达到：

一种可见光催化剂SnWO₄(钨酸亚锡)的合成方法，其步骤如下：

(A)按物质的量的理论比例为1∶1，分别称取SnCl₂·2H₂O和Na₂WO₄·2H₂O固体；

(B)将SnCl₂·2H₂O和Na₂WO₄·2H₂O分别加入到等量去离子水中溶解，溶解后将两溶液混合，充分搅拌得到淡黄色的乳状沉淀；

(C)将步骤B得到的含有淡黄色的乳状沉淀的反应混合物在密封状态下120～180℃反应24h。

(D)将反应后得到的红褐色的沉淀进行过滤收集、洗涤、烘干、碾磨，得到可见光催化剂SnWO₄。

上述的可见光催化剂SnWO₄的合成方法，其特征是：所述的步骤(B)中，去离子水的用量为每毫摩尔的SnCl₂·2H₂O固体和每毫摩尔的Na₂WO₄·2H₂O固体各用去离子水10ml～12ml溶解。