[发明专利]一种锌掺杂三氧化钨的制备方法

说明书

本发明涉及一种锌掺杂三氧化钨的制备方法：首先，利用水浴加热和搅拌方式使三嵌段聚合物P123和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合物溶解在去离子水中，加HCl溶液酸化，陈化一定时间后，逐滴滴加Na₂WO₄溶液至P123和PVP混合溶液中，边加边搅拌，形成黄色钨酸沉淀；然后再取一定量锌盐、去离子水和PVP混合，搅拌溶解，滴加碱液，使锌离子全部沉淀，获得白色氢氧化锌沉淀；最后把氢氧化锌与钨酸充分混合，再在一定温度马弗炉中煅烧，获得锌掺杂三氧化钨产物。

技术领域

本发明属于复合氧化物制备技术领域，特别涉及一种锌掺杂三氧化钨的制备方法。

背景技术

近年，由于光催化技术在制氢及降解有机物方面发挥重要作用，因而备受研究者青睐。大量研究表明，半导体材料(光催化剂)是影响光催化效率的重要因素；最佳半导体应具备以下性能：(1) 纳米尺寸效应，可提供更大的表面积与体积比值，提高吸附容量和反应场所数量；(2) 较低的禁带宽度，利于可见光吸收；(3) 最佳禁带结构，便于氧化-还原反应进行；(4) 材料稳定性，提高重复使用效率。

由于三氧化钨具有稳定性高、无光催化腐蚀、高效电子传递等性能，因而在光催化领域可发挥较大作用。然而，纯三氧化钨的禁带宽度在2.8-3.0 eV之间(Cole B, MarsenB, Miller E, et al. J. Phys. Chem. C, 2008, 112: 5213-5220)，所以它只能被太阳光中的蓝光和近紫外光所激发而产生光生电子与空穴，导致其应用范围受限。为了拓展三氧化钨的光吸收范围，可通过掺杂改性方式实现目标，因为掺杂形成掺杂能级可改变三氧化钨的禁带结构，便于氧化还原反应进行；此外，还可拓宽光响应范围，提高对可见光的吸收，从而提高光催化效率。目前，在该领域开展了较多研究工作(Mohammadi S, Sohrabi M,Golikand A N, et al. J. Photochem. Photobiol.: B, 2016,161: 217-221; Villa K,Murcia-Lópeza S. Morante J R, et al. Appl. Cata. B: Environ., 2016, 187: 30-36; Xi G, Yue B, Cao J, et al. Chem. Eur. J., 2011, 17: 5145-5154)。

在现有中国专利文献中，公开三氧化钨掺杂方法的相关专利如下：

CN106315679A “一种制备纳米氧化锆掺杂氧化钨的方法”中，公开了一种以偏钨酸铵、硝酸锆和尿素为原料，通过水热法制备纳米氧化锆掺杂氧化钨的方法；

CN106311266A “一种微量铁掺杂的三氧化钨纳米纤维光催化剂的制备方法”中，公开了一种以偏钨酸铵、相关铁盐为原料，通过静电纺丝技术和浸渍法相结合，制备微量铁掺杂的三氧化钨纳米纤维光催化剂的方法；

CN105712405A “一种钼掺杂氧化钨气敏材料的制备方法”中，公开了一种以氯化钨、钼酸铵为原料，通过水热合成、真空煅烧、研磨过筛，制备钼掺杂氧化钨气敏材料的方法；

CN105789352A“一种三氧化钨/二氧化钛纳米异质结薄膜及其制备和应用”中，公开了一种以WO₃薄膜、氟钛酸铵和硼酸为原料，通过浸渍法制备了三氧化钨/二氧化钛纳米异质结薄膜的方法；