一种纳米WO制造技术

本发明专利技术涉及光催化降解材料技术领域，且公开了一种纳米WO

【技术实现步骤摘要】
一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料及其制法
本专利技术涉及光催化降解材料
，具体为一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料及其制法。
技术介绍
水是生命的源泉，是生命存在与经济发展的必要条件，是构成人体组织的重要部分，我国的水资源总量丰富，但是水资源人均占有量只有世界人均的六分之一，目前有三百多个城市缺水，包括两亿多人年均用水量严重不足，但是近年来，我国的水资源质量不断下降，水环境持续恶化，严重地威胁了人们的生存和社会的可持续发展，水源污染物主要来源于工业废水、生活污水和农业污水，污染物主要包括酸、碱和无机盐，以及重金属离子及其化合物，有机污染物主要有碳水化合物、含氮有机物、卤代烃、多环芳烃等，这些有机污染物能够沿着食物链传播，在动物和人体内聚集，会破坏人体的免疫系统和生殖系统等，引起皮肤过敏、先天缺陷、癌症等疾病。目前对于有机污染物的处理主要是通过吸附剂进行物理吸附、静电吸附和离子交换吸附等吸附方法，但是物理吸附法对有机污染物的吸附性能不高，效率很低，太阳能是一种清洁高效的能源，光催化技术是一种绿色高效的将太阳能转化为化学能的过程，光催化降解就是利用光辐射在光催化剂上，产生的活性极强的自由基，再通过自由基与亚甲基蓝、苯酚等有机污染物之间通过化学反应将其降解为无毒或低毒的小分子，目前的光催化降解材料主要有TiO2半导体材料、纳米ZnO材料、过渡金属硫化物半导体材料等，其中WO3是一种光学活性较高的n型半导体材料，但是其禁带宽度较宽，对光能的利用率不高，Cu2O属于p型半导体，禁带宽度较窄，对光能的响应性和利用率较高，但是Cu2O产生的光生电子和空穴很容易复合，而高活性的光生电子和空穴是降解有机污染物的重要活性物质，因此大大单独使用WO3和Cu2O作为光催化材料，对有机污染物如亚甲基蓝和苯酚的降解效率很低。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料及其制法，解决了Cu2O产生的光生电子和空穴很容易复合的问题，对有机污染物如亚甲基蓝和苯酚的降解效率很低的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：20-22份纳米Cu2O微球、67-74份(NH4)6H2W12O40、6-11份硫代乙酰胺-凹凸棒复合材料。优选的，所述纳米Cu2O微球制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水、CuSO4、Na2CO3和分散剂聚乙烯吡咯烷酮，控制溶液总物质的量浓度为0.1-0.2mol/L，搅拌均匀后将反应瓶置于超声分散仪中，在60-80℃下进行超声分散处理1-2h，超声频率为22-28KHz。(2)向溶液中加入还原剂抗坏血酸，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至70-80℃，匀速搅拌反应2-3h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，依次使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米Cu2O微球。优选的，所述CuSO4、Na2CO3、聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的物质的量比为1:1:0.4-0.7:1-1.2。优选的，所述超声分散仪包括主机，主机的内顶壁上固定安装有超声发生器，超声发生器的底部安装有超声探头，主机的内底壁上放置有容器体主机的内部安装有喷头，主机的内部且位于喷头的右侧固定连接有支座，喷头上设置有延伸至支座内部的阀门，支座的内部滑动连接有与阀门相啮合的齿条板，齿条板的底部固定连接有磁块一，支座的底部安装有双金属片，双金属片的左端且位于齿条板的下方固定连接有磁块二。优选的，所述硫代乙酰胺-凹凸棒复合材料备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水、硫代乙酰胺和凹凸棒，搅拌均匀后将反应瓶置于超声分散仪中，在50-70℃下进行超声分散处理4-6h，超声频率为25-35KHz，将溶液冷却至室温过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到硫代乙酰胺-凹凸棒复合材料。优选的，所述硫代乙酰胺和凹凸棒石的质量比为3-6:1。优选的，所述纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水和20-22份纳米Cu2O微球、67-74份(NH4)6H2W12O40，搅拌均匀后将反应瓶置于超声分散仪中，在60-80℃下进行超声分散处理2-3h，超声频率为25-35KHz，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂并充分干燥，将固体产物置于马弗炉中，升温速率为2-4℃/min，升温至520-550℃，保温煅烧3-5h，煅烧产物为纳米WO3-Cu2O异质结。(2)向反应瓶中加入蒸馏水和纳米WO3-Cu2O异质结和6-11份硫代乙酰胺-凹凸棒复合材料，搅拌均匀后将反应瓶置于超声分散仪中，在60-80℃下进行超声分散处理2-4h，超声频率为25-35KHz，将溶液减压浓缩除去溶剂，将固体产物充分干燥，置于马弗炉中升温速率为2-4℃/min，升温至540-560℃，保温煅烧4-6h，煅烧产物为纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，其中WO3为硫掺杂WO3。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，制备的纳米Cu2O微球为具有良好的纳米尺寸，其比表面积巨大，通过固相烧结法，使WO3均匀地分散和负载到Cu2O的表面上，形成纳米WO3-Cu2O的pn型异质结结构，在光辐射下，WO3和Cu2O都产生光生电子和空穴，pn型异质结中存在能带电势差，使WO3产生的空穴和Cu2O产生的光生电子复合，而WO3的光生电子留在其导带上，Cu2O的空穴留在价带上，促进了光生电子和空穴的分离，抑制了Cu2O和WO3各自产生的光生电子和空穴的复合，从而产生了大量的光生电子和空穴，光生电子与氧气产生超氧自由基，空穴与水分子产生羟基自由基，在高活性超氧自由基和羟基自由基的作用下，对有机污染物如亚甲基蓝和苯酚进行氧化还原反应，降解成无毒或低毒的小分子。该一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，凹凸棒石具有层链状晶体结构，具有独特的纤维状晶体结构和巨大的内壁和外比表面积，凹凸棒石上的羟基上带负电荷，而硫代乙酰胺上氨基带正电荷，基团相互作用，使凹凸棒石吸附硫代乙酰胺，形成硫代乙酰胺-凹凸棒复合材料，通过水热合成法和固相烧结法，制备出硫掺杂WO3-Cu2O异质结负载到凹凸棒石巨大的比表面积上，同时硫离子之间的静电排斥作用阻碍WO3的团聚，对WO3有明显的细化作用，在两者协同作用下减少了光催化剂团聚和结块的现象，使催化剂暴露出更多的光催化活性位点，增强了光催化剂的光响应性，并且硫掺杂与WO3表面的羟基的产生协同效应，降低了WO3禁带宽度，拓宽了光催化剂的紫外可见光吸收波段。附图说明图1是本专利技术正面示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米WO

【技术特征摘要】
1.一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：20-22份纳米Cu2O微球、67-74份(NH4)6H2W12O40、6-11份硫代乙酰胺-凹凸棒复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，其特征在于：所述纳米Cu2O微球制备方法包括以下步骤：
(1)向蒸馏水溶剂中加入CuSO4、Na2CO3和分散剂聚乙烯吡咯烷酮，控制溶液总物质的量浓度为0.1-0.2mol/L，搅拌均匀后将溶液置于超声分散仪中，在60-80℃下进行超声分散处理1-2h，超声频率为22-28KHz。
(2)向溶液中加入还原剂抗坏血酸，将溶液加热至70-80℃，反应2-3h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物，并干燥，制备得到纳米Cu2O微球。


3.根据权利要求2所述的一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，其特征在于：所述CuSO4、Na2CO3、聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的物质的量比为1:1:0.4-0.7:1-1.2。


4.根据权利要求2所述的一种纳米WO3-Cu2O异质结负载凹凸棒石的光催化降解材料，其特征在于：所述超声分散仪包括主机(1)，主机(1)的内顶壁上固定安装有超声发生器(2)，超声发生器(2)的底部安装有超声探头(3)，主机(1)的内底壁上放置有容器体(4)，主机(1)的内部安装有喷头(5)，主机(1)的内部且位于喷头(5)的右侧固定连接有支座(6)，喷头(5)上设置有延伸至支座(6)内部的阀门(7)，支座(6)的内部滑动连接有与阀门(7)相啮合的齿条板(8)，齿条板(8)的底部固定连接有磁块一(9)，支座(6)的底部安装有双金属片(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华想，
申请(专利权)人：新昌县华发机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33