[发明专利]一种氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂的制备

说明书

本发明公开了一种氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂的制备方法及其在光催化降解污染物上的应用，属于材料制备及光催化的技术领域。该催化剂的特点有：具有2维的片状结构，由氧化亚铜纳米粒子与钨酸锑纳米片复合而成。在制备光催化剂过程中，采用工艺简单的水热法，合成出氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂。在氧化亚铜的作用下，氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂表现出良好的可见光催化性能，促进了新型半导体钨酸锑光催化剂的研究。

技术领域

本发明属于材料制备及光催化技术领域，主要涉及一种氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂的制备及其光催化活性的研究。

背景技术

随着工业化的发展，人们越来越关注环境污染问题。传统的环境污染物处理方法已经满足不了人们的要求。寻找出一种清洁，高效，节能环保的污水处理方法，成了人们研究的热点方向。

自1972年首次发现TiO₂具有光催化活性以来，光催化技术的研究一直是材料研究的热点方向。光催化技术凭借其节能环保、无二次污染等优点为污水的处理提供了一个非常好的解决途径。半导体光催化材料可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能处理空气中或者水中有毒有害物质,改善环境,达到资源利用生态化的目的。目前，各种不同的半导体光光催化剂材料被广泛研究，如钨酸铋，钨酸铯等。但是钨酸锑凭借其材料来源广泛，价格低廉，无生物毒性等优点成为光催化研究的热点材料之一。

但是, 钨酸锑光催化剂也存在着一些缺陷，例如，其可见光利用率低,并且高得光生电子-空穴复合速率，这些都阻碍了其进一步的的应用。在这种背景下,如何提高钨酸锑的光催化活性，成了研究钨酸锑光催化剂的重点问题。迄今为止,已有多种方法被用来提高其光催化活性,如:形貌控制、半导体复合等。但是,上述方法改性后钨酸锑的光催化效率、稳定性仍存在一些缺陷。

近年来，利用其他材料与钨酸锑催化剂进行复合，制备复合光催化剂的研究取得了一定的进展，得到的钨酸锑复合光催化剂在太阳光的照射下表现出良好的光催化活性。本发明利用氧化亚铜低的禁带宽度与钨酸锑进行复合，形成二维的微观结构，有效地提高了钨酸锑的可见光利用率和光催化活性。

发明内容

本发明的目的是制备出具有高的可见光利用率和高催化活性的钨酸锑复合光催化剂，推进钨酸锑的实际应用。

为实现本发明目的采用如下技术方案：

利用氧化亚铜的窄带隙，在钨酸锑片上生长氧化亚铜纳米粒子，制备出氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂，提高钨酸锑的可见光催化活性。

一种氧化亚铜改性钨酸锑复合光催化剂的制备，其特征步骤如下：

（1）称取一定量SbCl₃溶解在50 mL乙二醇中，搅拌均匀；

（2）向步骤（1）溶液中适量Na₂WO₄﹒2H₂O，继续搅拌均匀；

（3）向步骤（2）溶液中加入20 mL水，搅拌均匀；

（4）将搅拌好的溶液转移到高压反应釜中反应；

（5）将反应完全的样品离心洗涤，干燥后研磨即得到钨酸锑；

（6）取0.15 g钨酸锑溶于30 mL水中，加入适量五水硫酸铜，搅拌均匀；

（7）向步骤（6）溶液中加入4 mL氢氧化钠(1.0mol/L)溶液；

（8）向步骤（7）溶液中加入一定量抗坏血酸，加热搅拌一定时间；

（9）将反应完全的样品离心洗涤，干燥后研磨即得到复合光催化剂。

步骤(1)中SbCl₃的质量为0.9125g。