一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法，制备方法包括步骤：A、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；B、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；C、加入钨源，并进行搅拌；D、对混合液体进行光电催化处理、光敏化处理或者化学修饰处理；E、加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体；F、对所述透明胶体进行热处理，然后进行回流形成氧化钨氧化钛复合光催化剂。本发明专利技术添加钨源最终形成二元复合光触媒，降低了禁带宽度。本发明专利技术还通过光敏化、光电催化或化学修饰等手段改善了粒子结构，形成微介孔粒子，改善粒子表面状态，加强表面对光子的扑捉效率。

Tungsten oxide titanium dioxide composite photocatalyst and preparation method thereof

The invention discloses a tungsten oxide titanium oxide composite photocatalyst and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: A, titanium compound is dissolved and filtered to form titanium compound solution uniform; B precipitation, adding precipitant, adding organic acid and inhibitor form colloidal solution; adding C, tungsten source, and D, the mixed liquid stirring; photoelectric catalytic treatment, photosensitization treatment or chemical modification treatment; E, adding oxidant and precipitant to precipitate, forming a transparent colloid; F, the transparent colloid for heat treatment, and then into the reflux formation of tungsten oxide titanium oxide composite photocatalyst. The tungsten source is added to form the two element composite photocatalyst, and the band gap is reduced. The invention also improves the particle structure by photosensitization, photo catalysis or chemical modification, forms micro dielectric Kong Lizi, improves the surface state of the particles, and strengthens the capture efficiency of the surface to the photon.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法
本专利技术涉及光催化
，尤其涉及一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法。
技术介绍
光催化作为一种新型的废水处理技术，其在有机废水的深度处理方面已显示出广阔的应用前景，它以彻底矿化有机污染物为显著优点而受到国内外研究者的普遍关注。光触媒也广泛应用于建筑装修市场和室内车内，光催化过程具有对有机物的降解几乎无选择性，能彻底矿化有机污染物，无二次污染，设备简单，投资少，效果好等独特的优点。光催化氧化技术是半导体催化剂通过太阳光或紫外光作用产生氧化能力很强的·OH自由基将有机污染物降解为H2O和CO2。该技术具有对有机物的降解选择性低、价廉易得、可回收重复利用、运行费用低等特点。传统的光催化氧化技术采用TiO2为催化剂，具有价廉、无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好、易于回收的特点。但是，由于TiO2的能带带隙较宽(约为3.2ev)，需要能量较高的紫外光才能使其价带中的电子受激发，而表现出光催化活性。而在自然界中，太阳光中的紫外线辐射含量较低，只占太阳光总照度的6.5％左右，对太阳光的利用率较低。另外，光生电子和电子空穴的复合也导致光量子产率低，限制了该技术在实际中的应用。研究发现，钨系催化剂具有良好的催化性能，其中WO3由于其廉价及易得的优点受到青睐，WO3的能带带隙较窄(2.4eV-2.8eV)，能够充分利用可见光，但其氧化还原能力较弱，通过改变WO3结构和负载其他金属可进一步提高光响应范围及光催化性能。各研究所和各大高校分别针对光触媒材料的性质改性做了很多研究，提高其扑捉光子的效率，抑制电子空穴对的复合，提高电子从价带跃迁至导带的利用率是重要的提高光催化活性的途径。传统光触媒主要存在以下缺陷：1、粒子的性质与其尺寸有着非常重要的关系，小尺寸纳米粒子能够在能源、环境、催化等方面展现更加优异的性质。纳米粒子由于表面原子配位不足、粒径小、比表面积大等使其常具有高的表面活性，因而作为一种热力学不稳定体系，常会发生团聚现象。2、传统光触媒二氧化钛禁带宽度在3.2ev过宽的禁带宽度，使得电子从价带跃迁至导带需要更高的能量。对光照强度的要求就只能在紫外强度。3、对于光触媒二氧化钛结构，无论是锐钛型还是金红石型存在的晶体缺陷所引导的光催化效果都是局限的。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法，旨在解决传统光触媒材料不稳定、光催化效果有限等问题。本专利技术的技术方案如下：一种氧化钨氧化钛复合光催化剂的制备方法，其包括步骤：A、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；B、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；C、加入钨源，并进行搅拌；D、对混合液体进行光电催化处理、光敏化处理或者化学修饰处理；E、加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体；F、对所述透明胶体进行热处理，然后进行回流形成氧化钨氧化钛复合光催化剂。优选的，所述钛化合物为卤化钛。优选的，所述步骤B中的沉淀剂为CO(NH2)2、氨水、氢氧化钠中的至少一种。优选的，所述步骤B中的有机酸为柠檬酸、酒石酸、乙醇酸中的至少一种，抑制剂为磷酸二氢铵、硬脂酸醇、二乙醇胺、三乙醇胺、硝酸、冰醋酸、环己烷、乙醇中的至少一种。优选的，所述步骤C中的钨源为磷钨酸、硅钨酸、磷钨酸铵、同多钨酸盐、杂多金属钨酸盐中的至少一种。优选的，所述步骤D中的光电催化处理包括：将半导体氧化薄膜作为工作电极，铂丝为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，光照强度为50W-100W，光电催化作用时间为30min或以上。优选的，所述步骤D中的光敏化处理包括：用叶绿素提取液浸泡混合液体16-24h，然后进行真空干燥。优选的，所述步骤D中的化学修饰处理包括：添加化学试剂对混合液体进行修饰，所添加的化学试剂为十二烷基苯磺酸钠。优选的，所述步骤E中的氧化剂为氯酸、高锰酸、硝酸中的至少一种，沉淀剂为CO(NH2)2、氨水、氢氧化钠、乙醇中的至少一种。一种氧化钨氧化钛复合光催化剂，其采用如上任一项所述的制备方法制成。有益效果：本专利技术添加钨源最终形成二元复合光触媒，降低了禁带宽度。本专利技术还通过光敏化、光电催化或化学修饰等手段改善了粒子结构，形成微介孔粒子，改善粒子表面状态，加强表面对光子的扑捉效率。具体实施方式本专利技术提供一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所提供的一种氧化钨氧化钛复合光催化剂的制备方法，其包括步骤：S1、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；S2、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；S3、加入钨源，并进行搅拌；S4、对混合液体进行光电催化处理、光敏化处理或者化学修饰处理；S5、加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体；S6、对所述透明胶体进行热处理，然后进行回流形成氧化钨氧化钛复合光催化剂。在所述步骤S1中，所述钛化合物为卤化钛，例如具体为TiBr4、TiI4、TiF4或TiCl4。具体可将其溶解在水中，然后采用真空过滤器进行过滤，形成均一的钛化合物溶液，真空压力在40～100KPa。例如将20～50g固态无机钛化合物溶解在100ml水中，然后进行过滤。在所述步骤S2中，沉淀剂为CO(NH2)2、氨水、氢氧化钠中的至少一种。沉淀剂的质量浓度优选为10％。沉淀均匀析出后，加入有机酸，再加入抑制剂，形成混浊的胶体溶液。其中有机酸为柠檬酸、酒石酸、乙醇酸中的至少一种，即为上述的一种或几种组合。抑制剂为磷酸二氢铵、硬脂酸醇、二乙醇胺、三乙醇胺、硝酸、冰醋酸、环己烷、乙醇中的至少一种，即为上述的一种或几种组合。在所述步骤S3中，加入钨源，同时可加入其它原料共同搅拌。钨源为磷钨酸、硅钨酸、磷钨酸铵、同多钨酸盐、杂多金属钨酸盐中的至少一种。例如加入磷酸二氢铵和磷钨酸铵，溶解在水中，搅拌0.5～2h得到混合液体。优选的，所述步骤S4中的光电催化处理包括：将半导体氧化薄膜作为工作电极，铂丝为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，光照强度为50W-100W，光电催化作用时间为30min或以上。采用上述光电催化处理修饰材料表面(外加电压为1V，误差范围为正负0.2V，光照强度为50W～100W,光电催化作用时间30min以上)，提高光子扑捉率。优选的，所述步骤S4中的光敏化处理包括：用叶绿素提取液浸泡混合液体16-24h，然后进行真空干燥。具体是可以先使用研磨剂(按质量比，石英砂：碳酸钙：丙酮＝1：1：1)研磨绿叶提取叶绿素形成叶绿素提取液，再用叶绿素提取液作用上步骤形成的混合液体，作用时长在16至24小时。优选的，所述步骤S4中的化学修饰处理包括：添加化学试剂对混合液体进行表面修饰，所选用的化学试剂优选为十二烷基苯磺酸钠，添加的质量比例为所形成混合液体的十分之一，表面修饰时长为24小时以上。在所述步骤S5中，加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体。所述步骤S5中的氧化剂为氯酸、高锰酸、硝酸中的至少一种，沉淀剂为CO(NH2)2、氨水、氢氧化钠、乙醇中的至少一种。氧化剂为分析纯。所形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化钨氧化钛复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；B、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；C、加入钨源，并进行搅拌；D、对混合液体进行光电催化处理、光敏化处理或者化学修饰处理；E、加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体；F、对所述透明胶体进行热处理，然后进行回流形成氧化钨氧化钛复合光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种氧化钨氧化钛复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；B、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；C、加入钨源，并进行搅拌；D、对混合液体进行光电催化处理、光敏化处理或者化学修饰处理；E、加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体；F、对所述透明胶体进行热处理，然后进行回流形成氧化钨氧化钛复合光催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛化合物为卤化钛。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中的沉淀剂为CO(NH2)2、氨水、氢氧化钠中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中的有机酸为柠檬酸、酒石酸、乙醇酸中的至少一种，抑制剂为磷酸二氢铵、硬脂酸醇、二乙醇胺、三乙醇胺、硝酸、冰醋酸、环己烷、乙醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C中的钨...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玄，顾进跃，顾伟华，欧邯，
申请(专利权)人：深圳市威勒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44