[发明专利]贵金属负载改性的二维WO3在审

专利信息
申请号: 202110154330.6 申请日: 2021-02-04
公开(公告)号: CN112871165A 公开(公告)日: 2021-06-01
发明(设计)人: 张焕晴;戴锐;孙宏刚;郑纪存 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: B01J23/652 分类号: B01J23/652;B01J23/68;C02F1/30;C02F101/38
代理公司: 济南鼎信专利商标代理事务所(普通合伙) 37245 代理人: 贾国浩
地址: 264209 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 贵金属 负载 改性 二维 wo base sub
【说明书】:

发明公开了贵金属负载改性的二维WO3纳米片光催化剂的制备方法,主要涉及二维纳米材料领域;包括如下步骤:S1、以Pluronic P123和WCl6为主要反应物,以无水乙醇为溶剂进行溶剂热反应,并通过退火处理得到二维WO3纳米片;S2、向所得二维WO3纳米片中加入贵金属前驱体溶液,通过浸渍煅烧法获得WO3/贵金属复合材料;本发明在利用WO3半导体二维层状形貌较高活性位点的同时在此结构的基础上,引入贵金属(Au、Pt)作为助催化剂,构筑异质结结构Au‑WO3、Pt‑WO3,利用贵金属促进光生载流子分离,改善WO3半导体对罗丹明B的降解活性。

技术领域

本发明涉及二维纳米材料领域,具体是贵金属负载改性的二维WO3纳米片光催化剂的制备方法。

背景技术

随着纺织、印染行业的快速发展,工业生产废水已成为全球水污染的主要来源之一,这类废水中含有的偶氮染料成分复杂,化学性质稳定,是公认的难处理有机废水。半导体光催化技术利用太阳能和半导体光催化剂,在处理偶氮染料等难降解污染物分子具有高效、降解彻底、无污染等优势,被认为处理环境污染物的有效手段。

相关研究显示,相较于传统的宽禁带半导体光催化剂,WO3半导体光催化剂的带隙小,可以吸收和利用太阳能谱中占比高的可见光部分,从而具有良好的可见光下降解罗丹明B等染料分子的催化活性。然而,由于WO3导带位置较低(0.5eV vs.NHE)导致电子还原能力差,且高载流子复合率使其光电流密度低,其光催化活性仍然有待进一步提高。因此,关于WO3半导体光催化剂的改性是近年来处理有机染料污染的热门研究方向。

在半导体中引入杂质,利用杂质能级,可以有效地提高光催化剂的可见光吸收能力。例如,有报道采用N掺杂改性WO3,提高了可见光利用率,但容易引入WN2第二相化合物(J.Phys.Chem.C,2008,112,5213-20);利用S掺杂可以提高WO3晶格中氧缺陷的形成,有利于改善其光催化活性,但是S掺杂的处理条件极为严格,只有在特定温度下处理才能获得较好的催化活性,不利于降低催化剂成本(Chem.Mater.,2014,26,1670-7)。

此外,低维纳米材料具有较短的载流子迁移路径,有助于促进光激发的电子-空穴对快速迁移至表面,避免电子-空穴对的再次复合,可以提高光催化剂的量子效率和活性。例如,有报道利用液相超声剥离块状WO3的方法合成具有较多氧缺陷的WO3超薄纳米片,呈现了较高的活性和稳定性,然而该方法需要特别的超声设备,催化剂产率较低,成本较高(Nano Lett.,2017,17,7968-7973);

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