[发明专利]一种含钨氧化物的复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明一种含钨氧化物的复合光催化剂及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，先将WCl₆粉体分散在无水乙醇中，之后向所得的体系中加入含N空位的纳米片状g‑C₃N₄，得到混合体系，其中所述的g‑C₃N₄和WCl₆粉体的质量比为(0.075‑0.6)：(0.15‑0.3)；步骤2，先将混合体系进行水热反应，之后将产物分离后依次洗涤、干燥，得到含钨氧化物的复合光催化剂。W₁₈O₄₉的生长过程破坏了g‑C₃N₄的堆积结构，使大量的N空位被暴露，从而导致增大的缺陷浓度，加之氧空位的LSPR效应，使所得异质结光催化剂具有全太阳光光谱响应的特性，可用于全光谱下催化降解有机污染物RhB和对NO气体的降解。

技术领域

本发明属于光催化剂材料制备技术领域，具体为一种含钨氧化物的复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，环境污染越来越严重，尤其是空气污染和水污染，已经影响到了人类的正常生活。光催化技术可用于治理空气污染和水污染，效果良好，并且以太阳光为驱动力成本低廉，具有明显的优势。

新型的聚合物半导体材料类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其本征可见光吸收、原料来源广且廉价易得等优点备受科学家们青睐。研究表明，氧空位的存在可以将催化剂的光响应拓宽至近红外光范围，从而提高其对太阳光的利用率。非金属等离子体W₁₈O₄₉中含有本征氧空位，具有与贵金属Au和Ag类似的LSPR效应，可吸收从紫外光到近红外光范围的太阳光，具有极高的太阳光利用率。

但是，g-C₃N₄仅能利用紫外光和极少部分的可见光，而难以利用大部分可见光和占太阳光43％左右的近红外光，对太阳光的利用率较低；此外二维的g-C₃N₄纳米片的激子效应导致其在可见光照射下的量子产率极低，因而，光催化活性并不是很高。因此如何将g-C₃N₄与W₁₈O₄₉进行结合，来提高光生载流子的分离效率，进而实现全太阳光谱吸收是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含钨氧化物的复合光催化剂及其制备方法和应用，操作简单，制备的W₁₈O₄₉/g-C₃N₄异质结光催化剂含有大量的氧空位，具有高活性和全光谱响应特性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种含钨氧化物的复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤，

步骤1，先将WCl₆粉体分散在无水乙醇中，之后向所得的体系中加入含N空位的纳米片状g-C₃N₄，得到混合体系，其中所述的g-C₃N₄和WCl₆粉体的质量比为(0.075-0.6)：(0.15-0.3)；

步骤2，先将混合体系进行水热反应，之后将产物分离后依次洗涤、干燥，得到含钨氧化物的复合光催化剂。

优选的，步骤1中所述的g-C₃N₄和WCl₆粉体的浓度分别为5-10g/L和6.3-50.43mmol/L。

优选的，步骤2中所述的混合体系在密闭的水热反应釜中进行反应，填充比为60％-70％。

优选的，步骤2中所述的混合体系在120-160℃下反应6-12h。