[发明专利]一种光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种光催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的光催化剂，包括Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃，所述Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃界面形成Z型异质结；所述光催化剂中Na和W的摩尔比为(1～2)：2，且所述光催化剂中Na和W的摩尔比不为1:2和2:2。根据实施例的结果表明，本发明提供的光催化剂经120min光照降解后，对浓度为100mg/L罗丹明B的降解率最高可达95.8％。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

环境问题是人们不能回避的一个现实问题，如何减轻、消除或根除由于人类的生产活动而产生的一系列有害污染物质，是人类面临的一个重要课题。现存的环境净化技术如吸附、生物降解和膜处理等存在净化效率低、处理周期长、易造成二次污染和资金消耗大等问题。太阳光作为地球上分布最广泛的存在，一直受到研究人员的广泛关注，由此而发展的光催化剂降解有机污染物技术为人类解决环境污染，实现可持续发展提供了有效的手段。因此，以太阳光能为依托，进一步开发安全、经济、环保和高效的光催化剂已成为环境污染治理领域中的一项重要研究课题。

Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃作为重要的碱金属钨酸盐类半导体光催化材料，由于其具有储量丰富，价格低廉，性质稳定，绿色环保等优点，被认为是很有前景的光催化剂。然而，Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃自身禁带宽度较大(4.1eV和3.1eV)，仅对紫外光区响应。同时，较低的光生载流子分离和传输效率造成其量子效率偏低，这些因素使其在光催化领域的应用受到限制。因此，如何克服Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃自身能带结构带来的限制，从而达到提高其光催化性能的目的是本领域的一个重要的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化剂及其制备方法和应用，所述光催化剂能够快速高效的降解水体中的有机污染物。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光催化剂，包括Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃，

所述Na₂W₂O₇和Na₂W₄O₁₃界面形成Z型异质结；

所述光催化剂中Na和W的摩尔比为(1～2)：2，且所述光催化剂中Na和W的摩尔比不为1:2和2:2。

本发明还提供了上述技术方案所述的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将无水碳酸钠、偏钨酸铵和水混合发生复分解反应后，焙烧，得到所述光催化剂；

所述无水碳酸钠和偏钨酸铵的质量比为(0.40～0.80)：3.71。

优选的，所述混合为：将所述无水碳酸钠和水混合后，加入偏钨酸铵。

优选的，所述无水碳酸钠和水的质量比为(0.40～0.80)：15。