【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化材料的制备，具体涉及一种g-c3n4/wo3异质结构光催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、随着科技的发展和社会的进步，难降解的有机物在空气和废水中的含量不断地增长，严重威胁着人类的健康，引起人们的高度重视。化学氧化降解有机物成本高，生物降解耗时长。目前，光催化利用太阳光对有机物进行降解，节约能源且不污染环境，具有很大的应用前景。三氧化钨(wo3)是n型纳米结构半导体，其禁带宽度约为2.8 ev，具有储量丰富、绿色环保、稳定性好、可见光响应和合适的能带结构等特性，在光催化领域有广阔的应用前景，但是较低的太阳能利用率、较高的载流子复合率、弱的还原能力和活性位点密度低等缺点导致其性能较低，从而极大限制了其实际应用。普通块状g-c3n4因为有限的比表面积、光生电子和空穴复合率高、可见光吸收不足和低量子效率等缺点，导致其光催化性能较差。因此，有必要提供开发新的光催化性能优异的光催化剂，以降低催化时间，提高有机污染物的降解率。
3、专利cn 110252381 a公开了一种2d-2d三氧化钨/类石墨相氮化碳异质结构光催化剂，采用热分解的方法制备二维的g-c3n4作为基体，再通过水热的方法合成wo3纳米片从而构建2d-2d结构的wo3/g-c3n4异质结构光催化剂。当wo3的质量分数为13%时，该wo3/g-c3n4异质结构光催化剂，在
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种g-c3n4/wo3异质结构光催化剂及其制备方法与应用，本专利技术提供的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂为z型异质结结构，其具有更高的光生电子和空穴分离效率，更强的光响应，同时具有更大的可见光吸收强度和范围，因而能够显著提高光催化降解污染物的性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、本专利技术的第一个方面，提供一种g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
4、将具有层状多孔结构的类石墨相氮化碳分散在水中，加入nacl和na2wo4；然后加入盐酸，搅拌至出现黄色沉淀，得到悬浮液；将所述悬浮液进行水热反应，反应完毕后，将所得产品清洗、干燥，并高温煅烧，得到g-c3n4/wo3异质结构光催化剂。
5、本专利技术通过水热法制备出一种z型异质结结构g-c3n4/wo3复合光催化材料，其具有更高的光生电子和空穴分离效率，更强的光响应，同时具有更大的可见光吸收强度和范围。在可见光下照射15分钟，对罗丹明b的降解效率高达97.9%。且经过四次循环后降解效率没有明显下降，说明其稳定性很好，表明本专利技术的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂在废水处理领域具有很好的潜在应用。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述具有层状多孔结构的类石墨相氮化碳是通过如下制备方法制得：
7、将三聚氰胺进行煅烧，得到具有层状多孔结构的类石墨相氮化碳；所述煅烧，升温速率为2-4℃/min，煅烧温度为530℃~600℃，煅烧时间为4-6小时，煅烧完成后，以2-4℃/min的降温速率降温至室温-100℃。
8、优选的，所述煅烧后还包括研磨步骤。
9、本专利技术直接通过热缩聚法制备了多孔层状g-c3n4，其为纳米片形状，且纳米片为多孔结构，孔隙的存在增加了g-c3n4的比表面积，使其有更多的活性位点，从而提高光催化性能，可以快速降解罗丹明b，在可见光照射30 min后降解率高达93.6%。其为纳米片堆叠形成的层状结构。其光催化性能明显高于现有的热缩聚法制备的g-c3n4光催化剂。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述g-c3n4、水、nacl和na2wo4的用量比为2-5 g:23-27ml:0.5-0.6 g:1.6-1.7 g。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述g-c3n4与盐酸的用量比为2-5 g:4-6 ml。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述水热反应，反应温度为150-170℃，反应时间为10-15 h。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述清洗为采用超纯水和无水乙醇进行冲洗以去除杂质。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述高温煅烧，煅烧温度为440-460℃，煅烧时间为2.5-3.5 h。
15、本专利技术的第二个方面，提供一种g-c3n4/wo3异质结构光催化剂，其通过上述的制备方法制得。
16、本专利技术的第三个方面，提供一种上述的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂在降解水中有机污染物中的应用。
17、优选的，所述有机污染物为罗丹明b。
18、本专利技术的第四个方面，提供一种光催化降解有机污染物的方法，包括如下步骤：
19、将g-c3n4/wo3异质结构光催化剂与含有机污染物的水溶液混合后，在可见光照射下，进行光催化反应，降解有机污染物；
20、所述g-c3n4/wo3异质结构光催化剂为上述的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂。
21、优选的，所述有机污染物为罗丹明b。
22、本专利技术的有益效果为：
23、本专利技术提供了一种g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将具有层状多孔结构的类石墨相氮化碳分散在水中，加入nacl和na2wo4；然后加入盐酸，搅拌至出现黄色沉淀，得到悬浮液；将所述悬浮液进行水热反应，反应完毕后，将所得产品清洗、干燥，并高温煅烧，得到g-c3n4/wo3异质结构光催化剂。所得g-c3n4/wo3异质结构光催化剂中，wo3紧紧附着在g-c3n4表面，有效地减少了电子和空穴从内部到表面的迁移距离，有效地降低了光生载流子的迁移阻力，促进了光生载流子的快速迁移，使其具有更高的光生电子和空穴分离效率，更强的光响应，同时具有更大的可见光吸收强度和范围。在可见光下照射15分钟，对罗丹明b的降解效率高达97.9%。且经过四次循环后降解效率没有明显下降，说明其稳定性很好，表明本专利技术的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂在废水处理领域具有很好的潜在应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种g-C3N4/WO3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述具有层状多孔结构的类石墨相氮化碳是通过如下制备方法制得：
3.如权利要求1所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述g-C3N4、水、NaCl和Na2WO4的用量比为2-5 g:23-27 mL:0.5-0.6 g:1.6-1.7 g。
4.如权利要求1所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述g-C3N4与盐酸的用量比为2-5 g:4-6 mL。
5.如权利要求1所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应，反应温度为150-170℃，反应时间为10-15 h。
6.如权利要求1所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述清洗为采用超纯水和无水乙醇进行冲洗以去除杂质。
7.如权利要求1所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂
8.一种g-C3N4/WO3异质结构光催化剂，其特征在于，其通过权利要求1-7任一所述的制备方法制得。
9.一种权利要求8所述的g-C3N4/WO3异质结构光催化剂在降解水中有机污染物中的应用；
10.一种光催化降解有机污染物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述具有层状多孔结构的类石墨相氮化碳是通过如下制备方法制得：
3.如权利要求1所述的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述g-c3n4、水、nacl和na2wo4的用量比为2-5 g:23-27 ml:0.5-0.6 g:1.6-1.7 g。
4.如权利要求1所述的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于，所述g-c3n4与盐酸的用量比为2-5 g:4-6 ml。
5.如权利要求1所述的g-c3n4/wo3异质结构光催化剂的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海霞，鲁永鑫，高上杰，马腾，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。