[发明专利]一种ZnO-WO3

说明书

本发明涉及光催化降解材料技术领域，且公开了一种ZnO‑WO₃异质结光催化复合降解材料，包括以下配方原料及组分：多孔状纳米WO₃、纳米纤维素、Zn(NO₃)₂、乙醇胺。该一种ZnO‑WO₃异质结光催化复合降解材料，多孔状纳米WO₃具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，增大了与光辐射的接触面积，增强了复合材料对光能的响应性和利用率，多孔状纳米WO₃对纳米纤维素进行吸附，纳米纤维素中的羟基对Zn²⁺进行络合吸附并异质成核，纳米纤维素为碳源，制备得到C掺杂ZnO，C掺杂取代了部分O的晶格，降低了ZnO的能带宽度，促进了ZnO的光生电子的迁移，C掺杂ZnO与WO₃形成Z型异质结结构，促进了光生电子和空穴的分离，增强了复合材料的光催化降解性能。

技术领域

本发明涉及光催化降解材料技术领域，具体为一种ZnO-WO₃异质结光催化复合降解材料及其制法。

背景技术

我国是一个贫水国家，但是近年来我国的水污染问题容易严峻，有水污染引起的缺水和事故不断发生，产生了巨大的经济损失和不良的社会影响，水污染主要来源于未经处理而排放的生活污水、工业废水、农业污水和矿业污水等，污染物主要有酸、碱以及铜、镉、铬等重金属离子及其化合物，有机物污染主要有芳烃化合物、有机卤化物和烷烃化合物等，其中有机染料废水具有数量庞大、成分复杂、治理困难等特点，是导致水体环境严重污染的主要原因，如亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明B等。

目前对于有机染料污水的处理方法主要有物理吸附法、化学中和法、化学氧化法等，其中光催化降解是一种新型高效的污水处理方法，通过光辐射在光催化剂上，产生光生电子和空穴，再与氧气和水反应生成活性很强的超氧自由基和羟基自由基，与亚甲基蓝、甲基橙、等有机污染物进行氧化还原反应，降解为无毒的小分子，实现光催化降解过程，其中ZnO具有良好的光化学活性，成本低廉、氧化能力强等优点，是一种常用的光催化材料，但是ZnO的能带宽度较宽、不利于光生电子的迁移，导致光生电子和空穴很容易复合，大大降低了ZnO的光催化性能，WO₃也是一种光催化材料，其n-型半导体具有良好可见光响应和较好的电子传输性能，但是WO₃的比表面积较小，对光能的响应性和利用率不高。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种ZnO-WO₃异质结光催化复合降解材料及其制法，解决了WO₃的比表面积较小的问题，同时解决了ZnO光生电子和空穴容易复合的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种ZnO-WO₃异质结光催化复合降解材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：43-62份多孔状纳米WO3、10-17份纳米纤维素、20-28份Zn(NO₃)₂、8-12份乙醇胺。

优选的，所述多孔状纳米WO₃制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、苯乙烯和乳化剂甲基丙烯酸，将反应瓶置于气氛超声处理器中，通入氮气排出空气，超声分散均匀后再加入引发剂过硫酸钾，加热至60-80℃，匀速搅拌反应15-25h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥制备得到聚苯乙烯微球。