FeWO4/g-C3N4光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种FeWO4/g

【技术实现步骤摘要】
FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光催化剂领域，具体涉及一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，污水中含有的有机污染物和重金属离子如铬等严重威胁人类的生命安全和生态安全，对单一污染物的研究也已经无法满足处理复杂水体系的需求。高级氧化技术主要通过产生强氧化性的活性物种
·
OH，进而将有机污染物氧化成无机小分子，其中Fenton反应应用广泛，但是传统Fenton反应面临需要在反应过程中补充Fe
2+
和H2O2以提高效率的问题，因此，实现铁的循环转换以及连续产生活性自由基是提高降解效率的重中之重。草酸，作为一种具有配位能力的无机小分子酸，通过与金属铁形成配合物，在光的照射下，发生价态转换，同时可以生成活性自由基用于污染物降解。
[0003][FeⅢ(C2O4)3]3‑
+hν
→
[FeⅡ(C2O4)2]2‑
+
·
C2O4‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0004]·
C2O4‑
→
·
O2‑
+CO2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0005]FeⅡ+
·
O2‑
+H
+
→
FeⅢ+H2O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0006]FeWO4是一种具有可见光响应的材料，带隙为2.0eV，但是其载流子利用低，为了提高其活性，科学家们进行大量研究，如调控形貌、制备复合材料等，其中，通过与别的材料复合可以有效提高光生电子
‑
空穴对的分离效率，进一步提高催化剂的光催化活性。g
‑
C3N4同样是对可见光有较强吸收能力的层状材料，同时其具备生产成本低廉，制备简单和热稳定性良好等优点，层状纳米片结构不仅可以提高对光的吸收能力，而且可以作为催化剂的载体，提高分散性和缩短电荷传输的距离。
[0007]研究表明，FeWO4/g
‑
C3N4催化剂在光催化降解罗丹明B、四环素、水杨酸和气体甲苯等方面具有很大的潜力，而目前，关于在草酸的活化作用下，提高FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂同步去除有机污染物和Cr(
Ⅵ
)的活性尚未见报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂及其制备方法和应用，以克服上述现有技术中的不足。
[0009]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂制备方法，包括如下步骤:
[0010]将FeWO4与g
‑
C3N4分散于溶剂中超声，利用两种物质在溶液中的表面电负性，通过静电自组装的方式进行复合，当蒸干溶剂后即可得到FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0012]进一步，FeWO4与g
‑
C3N4的比例为0.5～1.5。
[0013]进一步，FeWO4与g
‑
C3N4的比例为0.5、1.0或1.5。
[0014]进一步，溶剂为无水乙醇。
[0015]进一步，超声复合的反应温度为室温，反应时间为360
±
5min。
[0016]进一步，蒸干溶剂的为温度为80
±
2℃。
[0017]一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂，由所述制备方法所制得。
[0018]一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂在草酸活化下光催化降解RhB或Cr(
Ⅵ
)中的应用。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]1)制备方法具有操作简单、成本低廉等优点；
[0021]2)本专利技术所制备的FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂纯度高，且可以通过改变草酸的含量控制FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂光催化降解性能；
[0022]3)本专利技术所获得的FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂的催化活性高，在光催化领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0023]图1为本专利技术制备的系列FWO/CN光催化剂的XRD谱图，且图中曲线(d)为实施例1制备得到的1％FWO/CN光催化剂的XRD谱图；
[0024]图2为本专利技术制备的FWO/CN光催化剂的TEM图；
[0025]图3为本专利技术制备的1％FWO/CN光催化剂的光催化去除RhB性能图，图中曲线(d)和(e)为应用例1和应用例2得到的1％FWO/CN光催化剂的光催化去除RhB性能图；
[0026]图4为本专利技术制备的1％FWO/CN光催化剂的光催化去除Cr(
Ⅵ
)性能图，图中曲线(d)和(e)为应用例1和应用例2得到的1％FWO/CN光催化剂的光催化去除Cr(
Ⅵ
)性能图。
[0027]图5为本专利技术制备的1％FWO/CN光催化剂在不同草酸量活化下光催化去除RhB性能图，图中曲线(b)、(c)和(d)为应用例3、应用例4和应用例5得到的1％FWO/CN光催化剂的光催化去除RhB性能图；
[0028]图6为本专利技术制备的1％FWO/CN光催化剂在草酸活化下光催化去除不同初始pH的RhB性能图，图中曲线(a)、(b)、(c)、(e)、(f)、(g)分别为应用例6、应用例7、应用例8、应用例9、应用例10和应用例11得到的1％FWO/CN光催化剂的光催化去除RhB性能图；
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0030]实施例1
[0031]一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂，通过如下方法制备得到：
[0032]1)将0.0020g的FeWO4和0.2000g的g
‑
C3N4分散到30mL无水乙醇中；
[0033]2)将步骤1)中混合溶液在超声反应器中超声，利用两种物质在溶液中的表面电负性，通过静电自组装的方式进行复合，反应温度为室温，时间为360
±
5min，复合结束，在80
±
2℃的温度下蒸干溶剂，即可得到FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂，记作1％FWO/CN光催化剂。
[0034]本实施例制备得到的1％FWO/CN光催化剂的XR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将FeWO4与g
‑
C3N4分散于溶剂中超声，利用两种物质在溶液中的表面电负性，通过静电自组装的方式进行复合，当蒸干溶剂后即可得到FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂制备方法，其特征在于：FeWO4与g
‑
C3N4的比例为0.5～1.5。3.根据权利要求1或2所述的一种FeWO4/g
‑
C3N4光催化剂制备方法，其特征在于：FeWO4与g
‑
C3N4的比例为0.5、1.0或1.5。4.根据权利要求1或2或3所述的一种FeWO...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，刘荐慧，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：