[发明专利]一种具有光催化性能的三氧化钨纳米棒及其制备

说明书

本发明提供一种具有光催化性能的三氧化钨纳米棒，由三斜晶型的三氧化钨形成的一维棒状纳米材料,三氧化钨纳米棒的长为100‑1000nm，直径为10‑100nm。本发明还提供所述具有光催化性能的三氧化钨纳米棒的制备方法。本发明采用水热法制备出形貌可控和具有光催化性能较好的三氧化钨纳米棒，与其他制备方法相比，具有操作简单、成本低、反应条件温和、产物粒度小、产物易于调控、环境污染小等优点。

技术领域

本发明属于光催化剂领域，具体涉及一种三氧化钨光催化剂，及其制备方法。

背景技术

资源短缺和环境污染是目前人们最关心的两大问题，半导体光催化材料有望解决这一问题。当前主要的光催化材料是二氧化钛，其在紫外光照射下，具有良好的光降解能力，但由于二氧化钛只能利用太阳光中的紫外光波段，而太阳光光谱中，紫外光只占相当小的比例，致使在自然界中紫外光的强度很低，限制了其在太阳光下的光催化能力。三氧化钨是可以在可见光下进行光催化的半导体材料，光催化稳定性良好，对光催化降解水中污染物也有较理想的催化效果。

而实现三氧化钨优良的光催化性能依赖于特殊的结构与形貌，例如，晶粒尺寸减小、表面积增大都有利于光催化性能的提高，因此，大量的科研实验者将注意力放在三氧化钨的尺寸和形貌上。本文通过加入不同种类的无机盐添加剂来实现控制三氧化钨的尺寸和形貌。

同时，各种基于溶液的合成方法已经用来制备不同类型的WO₃纳米结构，如溶胶-凝胶法，沉淀法，微乳液法，水热合成法。其中，由于水热法具有操作简单、成本低、反应条件温和、产物粒度小、产物易于调控、环境污染小等优点，作为WO₃的制备方法。

发明内容

针对本领域存在的问题，本发明的目的是提出一种具有光催化性能较好的三氧化钨纳米棒。

本发明的另一目的是提供一种采用水热法制备出形貌可控三氧化钨纳米棒的制备方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种具有光催化性能的三氧化钨纳米棒，是由三斜晶型的三氧化钨形成的一维棒状纳米材料，三氧化钨纳米棒的长为100-1000nm，直径为10-100nm。

一种具有光催化性能的三氧化钨纳米棒的制备方法，包括步骤：

1)配制钨酸钠的水溶液，用盐酸调节钨酸钠水溶液的pH值为0.8-1.5，再加入草酸，在温度160-190℃条件下，进行水热反应，得到的产物反复洗涤、离心、干燥，

2)将步骤1)所得产物在500-700℃条件下煅烧1-3h。

进一步地，步骤1)中，配制浓度为0.4-0.6mol/L钨酸钠的水溶液，边搅拌边滴加盐酸至钨酸钠水溶液的pH值为0.8-1.5，此时得到钨酸前驱体沉淀；再加入草酸直至沉淀全部溶解，向溶液中加入添加剂，所述添加剂为Na₂SO₄、K₂SO₄、Na₂C₂O₄、K₂C₂O₄中的一种。

其中，步骤1)中，用盐酸调节钨酸钠水溶液的pH值为1.0，再加入草酸溶液直至沉淀全部溶解，向溶液中加入添加剂，所述添加剂为Na₂SO₄、K₂SO₄、Na₂C₂O₄、K₂C₂O₄中的一种；然后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，密封，在水热温度175-180℃、水热时间10-15h条件下，进行水热反应。