[发明专利]一种具有类芬顿光催化特性的氧化锡锑水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有类芬顿光催化特性的氧化锡锑水凝胶及其制备方法和应用，该氧化锡锑水凝胶主要是由氧化锡锑纳米颗粒所形成的浆体，与聚乙烯醇溶液混合，然后自组装，即得由锡、锑、氧和碳元素所组成的所述氧化锡锑水凝胶。本发明所采用的原料来源充足、生产成本低、材料制备工艺简单、容易操作、产率高、重复性强；水凝胶形状可控，稳定性高，能够循环使用，所得氧化锡锑水凝胶具有类芬顿光催化性质，能够在紫外光的照射下在过氧化氢的存在下降解亚甲基蓝，在水污染处理领域具有很大潜力的应用。

技术领域

本发明涉及一种具有类芬顿光催化特性的氧化锡锑水凝胶及其制备方法和应用，属于纳米分析材料的合成技术领域。

背景技术

进入二十一世纪以来，人类社会日益发展，在人类文明进步的同时我们也面临着生存与发展的种种威胁。能源危机和环境污染问题就是首当其冲的两大难题，也是人们现在急需解决的问题，众多科研工作者也因此致力于探究新型的有效能源以及研究控制污染的有效处理方法。半导体多相光催化技术就是在催化剂的作用下，能把吸收的太阳能转化为化学能，使一些在高温下才能发生的反应在温和的条件下也能够顺利进行。因此半导体光催化技术具有广泛的应用前景，众多科研工作者们也已对半导体光催化材料进行了大量研究，如TiO₂、WO₃、CdS、Ag₃PO₄、BiOX(X＝Cl，Br和I)等。但是大部分的半导体催化剂都存在着回收困难的问题。

发明内容

发明目的：为了克服传统纳米光催化剂的固有缺陷，本发明提供一种具有类芬顿光催化特性的氧化锡锑水凝胶及其制备方法和催化应用，该氧化锡锑水凝胶能在紫外光照的情况下催化双氧水矿化有机污染物，并且制备方法简单，原料经济，且回收利用方便。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有类芬顿光催化特性的氧化锡锑水凝胶，其主要是由氧化锡锑纳米颗粒所形成的浆体，与聚乙烯醇溶液混合，然后自组装，即得由锡、锑、氧和碳元素所组成的所述氧化锡锑水凝胶。

所述氧化锡锑纳米颗粒所形成的浆体，是经过向氧化锡锑纳米颗粒水溶液中添加三乙胺，搅拌，所形成的氧化锡锑纳米浆体。

所述的氧化锡锑水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)取氧化锡锑纳米颗粒加入水中，然后再加入三乙胺，搅拌形成氧化锡锑纳米浆体；

(2)取聚乙烯醇粉末加入水中，加热至完全溶解，形成聚乙烯醇溶液；

(3)取上述氧化锡锑纳米浆体和聚乙烯醇溶液，充分混匀；

(4)冷冻，解冻，循环数次，即得稳定的氧化锡锑水凝胶。

优选：

步骤(1)中三乙胺与氧化锡锑纳米颗粒的质量用量比为1:(11-15)，氧化锡锑纳米浆体中氧化锡锑的浓度为质量分数为14-16％，搅拌采用涡旋搅拌。

步骤(2)中聚乙烯醇溶液的浓度为90-110g/L，加热温度为93-97度。

步骤(3)中氧化锡锑纳米浆体和聚乙烯醇溶液的体积用量比2：(1-4)。

步骤(4)中冷冻，解冻，循环数次的方法为：-20度冷冻12小时，然后取出室温解冻2小时，循环3次。

所述的氧化锡锑水凝胶能够作为类芬顿光催化剂应用，例如所述氧化锡锑水凝胶能够在紫外光照条件下催化双氧水矿化有机污染物。

水凝胶是一类内部具有亲水基团的材料，它能够遇水膨胀，但是却不溶于水。并且它属于高分子材料且其内部呈三维结构。它在遇水之后能够吸收水形成立体结构并且不会被破坏。

有益效果：相对于现有技术，本发明具有以下优点：