[发明专利]一种用于污水处理的三氧化钨光催化膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于污水处理的三氧化钨光催化膜的制备方法。所述三氧化钨光催化膜由以下步骤制得：a、将多聚钨酸盐、分散剂及改性剂溶于水中制得前驱液；b、将基底浸渍于前驱液后，向上提拉形成液膜，高温煅烧后制得三氧化钨薄膜；c、将多边棱角硬质微粒轰击到薄膜表面，制得切削处理的三氧化钨薄膜；d、将铁离子加速轰击在三氧化钨薄膜上，即可制得用于污水处理的三氧化钨光催化膜。所述方法具有以下有益效果：利用液体切削处理后形成流线型纹理，以及离子轰击时形成的亚微米孔隙，制得的三氧化钨光催化膜结构稳定，形貌均一，具有较高比表面积，太阳光利用率高，光催化活性强，对污水中的有机污染物有良好的吸附性能和光催化降解效果。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及光催化膜的制备，尤其是涉及一种用于污水处理的三氧化钨光催化膜的制备方法。

背景技术

自上世纪七十年代起，持续的环境污染及能源短缺，引起了人们对全球危机的担忧，为了实现人类社会的可持续发展，开发一种即可用于环境治理又可用于清洁能源制备的新技术，成为一项紧急而迫切的任务，光催化技术因其在环境保护、清洁能源制备（太阳能转化为氢能）等领域广阔的应用前景，而受到高度重视，成为一种极具应用前景的技术。

纳米光催化技术是一种高级氧化技术，它可用于空气净化，杀菌消毒，废水处理等领域。尤其在废水处理过程当中表现出其卓越的性能，纳米光催化剂在光的照射下产生具有强氧化作用的羟基自由基，从而将废水降解为对人体无害的气体和水，且不造成二次污染。纳米光催化技术中研究最为成熟的当为二氧化钛，然而二氧化钛仅能利用紫外光来产生催化作用，限制了其在实际废水处理当中的大规模使用。三氧化钨作为一种可响应可见光的纳米光催化剂，近年来在污水处理领域的应用越来越受到关注。

专利申请号201310730806.1公开了一种具有光催化性能的三氧化钨纳米薄膜及其制备方法，三氧化钨纳米薄膜在WO₃晶种层上生长有WO₃纳米结构构成的WO3纳米层，WO₃纳米结构由中间主干片和纳米柱构成二维飞碟状。三氧化钨纳米薄膜的制备方法包括制备钨酸晶种层前驱体溶液，制备带有晶种层的FTO导电玻璃，制备钨酸溶剂热前驱体溶液，以及最后通过水热合成得到三氧化钨纳米薄膜四个步骤。此发明有效的增大了WO₃纳米层的比表面积；提高了光解水的效率，光电化学池光解水性能优越，具有良好的化学稳定性，并且制备方法简单，可实现低成本、大规模的应用。

专利申请号201310686731.1公开了一种介孔三氧化钨／还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法：（1）介孔三氧化钨的制备；（2）氧化石墨烯的制备；（3）介孔三氧化钨／还原氧化石墨烯复合物的制备。此发明能够有效地拓展三氧化钨光催化剂的光响应范围，显著增强其在太阳光条件下的光能转换效率，进一步扩大三氧化钨光催化剂的应用范围。介孔三氧化钨／还原氧化石墨烯复合光催化剂可以快速、有效地分解水制氧，且重复利用率高，对环境无害，是一种高效、环保型的光催化剂。

专利申请号201510534786.X公开了一种提高三氧化钨薄膜光催化活性的方法，包括以下步骤：（1）配制驱体溶胶：取聚乙烯醇，加入蒸馏水，加热搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液，然后加入一定量的偏钨酸铵，搅拌溶解；随后在室温条件下，搅拌12~24h，使各组分充分均匀，再在恒温条件下静置6~10h，得前驱体溶胶；（2）旋涂镀膜：将上述前驱体溶胶旋涂在导电玻璃上，然后在室温下干燥12~24h，得初膜；（3）煅烧：将上述初膜在空气气氛下煅烧，即得具有孔状结构的WO₃薄膜。相对于现有技术，本发明通过在制备前躯体溶胶时加入聚乙烯醇作为造孔剂，显著提高了最终制得的薄膜的孔隙率、比表面积和光催化活性。另外，此发明提供的方法所需成膜设备相对简单、成本低、适合于大规模工业化生产。