[发明专利]碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化材料的制备方法，将钨盐溶于醇溶液中得到钨盐溶液，然后加入氯化钯，混合均匀后加入氢氧化钠的醇溶液，搅拌均匀后形成混合溶液，倒入反应釜中，在140‑220℃的条件下恒温反应4‑14h，得到沉淀物；用去离子水和乙醇反复多次洗涤，干燥后经马弗炉在300‑500℃的条件下煅烧2‑6h后，得到碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化纳米材料。本发明利用不同的钨盐和金属盐氯化钯混合，在不同溶剂中制备了一系列的碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨复合材料，制备出的复合材料在可见光下可以高效、短时地杀灭大肠杆菌，整个操作过程简单方便，使得本方法具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于太阳能、光催化纳米材料、环境卫生和绿色农业植物保护领域，具体涉及一种可见光下具有优异杀菌性能的碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化材料的制备方法。

背景技术

我国钨的蕴含量位居世界前列，因此有着广泛的应用前景。氧化钨WO₃是一种半导体光催化剂，与传统的光催化材料TiO₂相比，WO₃具有较窄的禁带宽度2.6eV，TiO₂为3.2eV，可以被可见光激发，是潜在的可见光催化剂。钨酸钠Na₂W₄O₁₃的禁带宽度为3.1eV，但是Na₂W₄O₁₃的导带比WO₃的导带更负，因此还原性更高。将Na₂W₄O₁₃和WO₃复合有益于光生电子空穴对的分离。制约光催化纳米材料发展的最主要原因是光生电子和空穴易复合，研究显示，碳点(carbon dots,CDs)是一种优良的光生电子捕获肼，可以用来捕获电子，降低电子与空穴的复合，提高光催化效率。本专利合成了碳点修饰的二维WO₃/Na₂W₄O₁₃复合材料。

这种复合材料安全性性高，在可见光催化下可以用于降解有机污染物和杀灭病原微生物，是一种新型高效的光催化防治病原菌的材料。利用太阳光作为驱动力，节能又环保，在太阳光的照射下，材料光催化产生的羟基自由基、超氧自由基等不仅可以杀灭病原菌还能够降解病原菌产生的毒素。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是针对常见光催化材料在可见光下杀菌性能低、光生电子和空穴易复合以及合成工艺复杂等缺点，通过简单的一步水热合成法制备出了一种碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化材料。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种抗菌碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化材料的制备方法，步骤如下：

（1）将钨盐溶于醇溶液中，然后加入氯化钯，混合均匀后加入氢氧化钠的醇溶液，搅拌均匀后形成混合溶液；

（2）将步骤（1）得到的混合溶液倒入反应釜中，在140-220℃的条件下恒温反应4-14h，得到沉淀物；

（3）将步骤（2）得到的沉淀物用去离子水和乙醇反复多次洗涤，干燥后经马弗炉在300-500℃的条件下煅烧2-6h后，得到碳点修饰的二维钨酸钠/氧化钨光催化纳米材料。

所述步骤（1）中的钨盐为WCl₆或WCl₅，醇溶液为无水乙醇溶液。

所述步骤（1）混合溶液中钨盐的摩尔浓度为0.05~0.2 mol/L。

所述步骤（1）中钨盐、氯化钯和氢氧化钠的物质的量之比为1: 0.001~0.04:6。

所述步骤（2）中反应温度为160~200℃。

所述步骤（2）中反应时间为6~12h。