[发明专利]一种WO3/MOF-SO3@Bi4Ti3O12复合光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种WO₃/MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂复合光催化剂及其制备方法,属于催化剂技术领域。

背景技术

我国工业经济的飞速发展,带来了众多日益严重的新型环境污染问题,工农业废水中以染料废水为代表的含有有机污染物的水污染是急待解决的环境污染问题之一。由于工农业种类繁多,其产生的废水组分非常复杂,而且废水中往往含有一定量的盐浓度,如煤化工、氯碱工业以及农药工业等,其废水中的盐浓度都较高大多在以上。这些高含盐废水中的有机污染物,往往难以应用传统的微生物处理技术进行有效降解,因而不能满足国家对煤化工等行业工业废水的“零排放”要求。光催化技术在这个背景下应运而生，其价格低廉，适用性广，但是传统催化材料光量子效率和光能利用率普遍低，需要发明新型的光催化剂以适应工业需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种WO₃/MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂复合光催化剂及其制备方法，催化剂的稳定性高,对苯具有较高的降解率。

一种WO₃/MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、将20g的SPEEK（磺化度62%）,加入3g DMF,溶解形成SPEEK溶液，向上述溶液中加入18g MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂纳米颗粒,并超声3h而使其分散均匀；

步骤2、将上述分散液小心倾倒于模具中并快速置于60℃烘箱中,保持8h而后,升高温度至80℃,保持8h，在室温下用1mol/L的盐酸酸化48h将纳米颗粒转化为H⁺型；

步骤3、取10g钨酸钠、50g H型MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂纳米颗粒、0.2g 十六烷基三甲基溴化铵溶于100ml蒸馏水,搅拌后混匀,向所得混合溶液中逐滴滴入浓度为3mol/L的HCl至PH=3，搅拌使之反应完全,离心沉降,用蒸馏水、乙醇反复交替洗涤3次,在100℃鼓风干燥箱中烘干,研磨后得到WO₃/MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂。

所述的MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂纳米颗粒制备方法如下：

步骤1、分别取3.4g氧化铋、7.7g二氧化钛、3.5g氯化钾和10.5g氯化钠于研钵中，研磨均匀后,将得到的淡黄色粉末放置于石英舟中,800℃下锻烧2h,冷却到室温后,将产物水洗烘干,得到纳米Bi₄Ti₃O₁₂；

步骤2、取15g上述纳米Bi₄Ti₃O₁₂超声分散在45gN-N—二甲基乙酰胺（DMA）中，而后分别称取50g 水合氧氯化锆和8g 2—磺酸对苯二甲酸钠加入上述分散液中,而后添加11份甲酸,超声分散20min；

步骤3、将其转移至聚四氟乙烯内衬中,盖好盖子并放入反应釜中密封紧密,然后置于150℃的恒温烘箱中持续反应24h,将反应产物通过离心分离出来,先用新鲜的DMF溶剂清洗3次,再用新鲜的乙醇溶剂多次洗涤,离心分离产物最后置于50℃的烘箱中保持6h,即得到MOF-SO₃@ Bi₄Ti₃O₁₂纳米颗粒。