[发明专利]三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用

说明书

本发明公开了一种三氧化钨包覆金刚石的制备方法，步骤为：(1)对金刚石进行清洗；(2)将完成清洗的金刚石置于稀硝酸中进行超声处理，然后再在去离子水中进行超声处理，得到活化金刚石；(3)将WCl₆·6H₂O溶解在乙醇中，形成WCl₆溶液，然后将活化金刚石投入到WCl₆溶液中，进行反应，反应完成后，进行降温，然后过滤，对滤渣进行清洗、干燥后获得三氧化钨包覆金刚石。本申请还公开采用上述制备方法制作所制作的三氧化钨包覆金刚石在染料废水光降解中的应用。利用本申请，能够使WO₃较均匀的包覆在金刚石表面，WO₃在金刚石表面覆盖率达到85％以上。所生产的三氧化钨包覆金刚石作为催化剂，对亚甲基蓝的降解率可以达到84％。

技术领域

本发明涉及一种三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用。

背景技术

随着工业的发展，有机染料作为工业产品的着色剂被广泛应用，随之带来的含有染料的工业废水给环境造成了严重的危害。由于染料中含有毒性和致癌物质，对生物的危害极大，寻求对染料工业废水的有效处理迫不及待。亚甲基蓝，又称美蓝、瑞士蓝，是一种芳香杂环化合物，高浓度时对水生生物具有致死危害。目前对染料的降解常用的方法为类芬顿技术和光催化氧化法，但芬顿技术存在催化剂不能重复利用、产生赤泥等副产物限制了其应用。光催化技术由于反应速度快、降解效率高等优点而具有很大的发展前景。

三氧化钨具有很高的光稳定性，且制备高纯度的三氧化钨的工艺较简单，具有较大的光吸收范围，可以有效利用太阳能辐射的可见光，被广泛用于光催化反应中。金刚石具有化学性质稳定，高硬度，耐磨损，高的热传导性等特性，小尺寸效应、大比表面积效应，在不同的化学处理后，金刚石表面可形成多种不同的官能团，这种金刚石晶体具有很高的吸附能力，作为催化载体可以适应各种实验环境，因此在作为载体功能方面具有潜在的应用前景。

发明内容

为提供一种新的染料废水的降解催化剂，本申请首先提供一种三氧化钨包覆金刚石的制备方法，其包括如下步骤：

(1)对金刚石进行清洗；

(2)将完成清洗的金刚石置于稀硝酸中进行超声处理，然后再在去离子水中进行超声处理，得到活化金刚石；

(3)将WCl₆·6H₂O溶解在乙醇中，形成WCl₆溶液，然后将活化金刚石投入到WCl₆溶液中，进行反应，反应完成后，进行降温，然后过滤，对滤渣进行清洗、干燥后获得三氧化钨包覆金刚石。

在对滤渣进行清洗时，首先用乙醇进行清洗，然后再用去离子水进行清洗，干燥后，即得三氧化钨包覆金刚石。

三氧化钨是一种过渡金属氧化物，其具有很高的光稳定性，且具有较小的禁带宽度和较大的光吸收范围，可以利用占太阳辐射能量近一半的可见光，其体积效应表面效应量子尺寸效应和宏观量子隧道效应都很显著，能够用于光催化反应中。金刚石作为催化载体，是一类Sp3杂化的非金属碳材料，具有化学性质稳定，高硬度，耐磨损，高的热传导性等特性，尤其是粉末状的金刚石，具有较小的尺寸和较大的比表面积，在不同的化学处理后，金刚石表面可形成多种不同的官能团，这种金刚石晶体具有很高的吸附能力，作为催化载体可以适应各种应用环境。利用本申请所生产的三氧化钨包覆金刚石作为催化剂，对亚甲基蓝的降解率可以达到84％。

利用本申请，能够使WO₃较均匀的包覆在金刚石表面，且积聚情况较少，WO₃在金刚石表面覆盖率达到85％以上。其中在本申请中，反应温度较温和和时间较短，且不会产生有害物质，与现存制备技术相比，反应条件较温和，制备处理过程简单。