CN105536839A - 一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纳米复合材料和环境治理中光催化技术领域，特别涉及一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法。本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法包括以下步骤：步骤一，以三聚氰胺或尿素原料高温锻烧得到g-C3N4粉末；步骤二，将得到的g-C3N4粉末加入去离子水中，超声分散，得到g-C3N4分散液；步骤三，在g-C3N4分散液中加入Na2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，待反应温度升至80℃后，缓缓加入浓盐酸溶液，搅拌，静置，得到沉淀物；步骤四，沉淀物经离心、洗涤、分离处理后，真空干燥，得到沉淀物粉末；步骤五，将沉淀物粉末高温锻烧得到WO3/g-C3N4复合光催化材料。优点：该方法制得的WO3和g-C3N4二者间具有更加紧密的接触，从而光生电子-空穴能在二者间更有效地分离，光催化效率显著增强。
Description
技术领域
本发明属于纳米复合材料和环境治理中光催化技术领域，特别涉及一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法。
背景技术
随着现代工业技术的发展，能源和环境问题日益严重，引起了全球范围的广泛重视。半导体光催化技术，因其反应条件温和，无二次污染，以及利用太阳能为驱动力，在新能源的开发和有机污染物光降解方面具有巨大的潜在价值。然而，目前制约光催化材料在实际生产中应用的主要原因是太阳能利用率低、光催化剂稳定性不够从而无法长期循环利用。因此，为了更好的利用太阳能，制备出高效、稳定的可见光催化材料对解决目前的能源和环境问题具有重大意义。
近来，不含金属元素的聚合物石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型的可见光响应半导体材料，在光催化制氢和光催化降解废水等方面显示了良好的应用前景。它主要由C和N两种非金属元素组成，石墨相氮化碳与石墨的结构相似，具有堆积的二维结构，通常被认为是石墨中的碳原子被氮原子所取代而形成的π-π共轭体系的平面结构。尽管石墨相氮化碳作为光催化材料具有对可见光响应、化学稳定性好；但单一的g-C3N4光催化性能不高，因此需要采取一些方法来进一步增强g-C3N4的光催化活性，半导体复合是提高光催化活性和稳定性的有效策略，它是将具有不同导带和价带的半导体进行复合，利用它们匹配的能带位置，有效地分离光生电荷载流子，延长光生载流子的寿命，提高光催化活性。
由于g-C3N4与WO3两者之间具着匹配的能带结构，二者形成复合材料在光照下g-C3N4表面生成的光生电子可有效转移至WO3表面，而WO3表面生成的光生空穴也能很好地迁移至g-C3N4，从而实现光生载流子的有效分离，提高了催化剂的光催化活性和稳定性。
传统制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，往往是用预先制备好的WO3和g-C3N4粉末固相或液相直接混合。这种制备工艺虽较简便，但不能使WO3和g-C3N4形成紧密接触，因此降低了二者间的能级匹配作用，影响了可见光催化活性的提高。我们利用沉淀-煅烧法在g-C3N4表面直接原位生成WO3纳米片，获得二者紧密接触的WO3/g-C3N4可见光催化剂，由于二者紧密接触，光生载流子迁移传输的阻抗小，分离效率高，实验证明，采用原位沉淀-煅烧法制备的WO3/g-C3N4复合材料在可见光下降解罗丹明B这类污染物的光催化活性明显优于传统机械混合法制备的WO3/g-C3N4复合材料的光催化性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，有效的解决了现有技术制备WO3/g-C3N4复合光催化材料时，WO3和g-C3N4不能有效的紧密接触，致使二者间的能级匹配作用降低，光催化性能效果相对较差的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将三聚氰胺或尿素原料，装入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下煅烧，以5～20℃/分钟的速率升至500～600℃，进行煅烧，并在该温度下保温3～5小时，待自然冷却至室温后取出产物研细，获得黄色或淡黄色的g-C3N4粉末；
步骤二：将步骤一得到的g-C3N4粉末加入去离子水中，超声分散0.5～1小时，使g-C3N4均匀分散，得到g-C3N4分散液；
步骤三：向步骤二得到的g-C3N4分散液中加入Na2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，使其完全溶解，待反应温度升至80℃后，缓缓加入浓盐酸溶液，搅拌5～30分钟后，停止搅拌，静置24～48小时，得到沉淀物；上述浓盐酸与Na2WO4·2H2O的反应过程为，Na2WO4+2HCl→WO3·H2O+2NaCl；
步骤四：将步骤三得到的沉淀物经离心、洗涤、分离处理后，在60℃温度下真空干燥8小时；
步骤五：将步骤四得到的产物研磨成粉末状，放入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下煅烧，以5～20℃/分钟的速率升至400～500℃,并在该温度下保温1～3个小时，得到WO3/g-C3N4的复合光催化材料；制备该材料反应过程具体为，WO3·H2O+g-C3N4→WO3/g-C3N4+H2O。
进一步，所述步骤二中，g-C3N4粉末加入去离子水后所得溶液的固液比为0.0112g/mL-0.112g/mL。
进一步，所述步骤三中Na2WO4·2H2O的加入量与步骤二中g-C3N4粉末的加入量的质量比为1：0.71－4.22。
进一步，所述步骤三中加入的浓盐酸溶液的浓度为10mol/L，加入的浓盐酸体积与g-C3N4分散液的体积比为15:50。
本发明的有益效果是：该方法制得的WO3和g-C3N4二者间具有更加紧密的接触，从而光生电子-空穴能在二者间更有效地分离，该材料光催化效率显著增强。
附图说明
图1为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法的实施例一至四所制备的WO3/g-C3N4复合光催化材料和WO3纳米片及g-C3N4的X射线衍射谱图；
图2为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法所制备的WO3纳米片的扫描电子显微镜照片图；
图3为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法所制备的g-C3N4的扫描电子显微镜照片图；
图4为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法所制备的WO3/g-C3N4的扫描电子显微镜照片图；
图5为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法所制备的WO3纳米片、g-C3N4和WO3/g-C3N4复合光催化材料的紫外-可见漫反射吸收光谱图；
图6为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法所制备的WO3/g-C3N4复合光催化材料与所制备的WO3纳米片、g-C3N4粉末降解有机染料罗丹明B的曲线图；
图7为本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法制备的WO3/g-C3N4复合光催化材料与同质量比情况下采用机械混合法制备的WO3/g-C3N4复合物对罗丹明B的可见光催化效果图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
首先，采用本发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法制备WO3，具体过程为：取0.79gNa2WO4·2H2O溶解于盛有50mL去离子水的100mL锥形瓶中，磁力搅拌0.5小时，使Na2WO4·2H2O完全溶解；将上述溶液放置于80℃油浴锅中，待溶液温度升至80℃，逐滴加入15mL浓度为10摩尔/升的浓盐酸溶液，搅拌5分钟后，停止搅拌，80℃下静置24小时。取出制得的产物离心分离得黄色沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤，然后将产物于60℃下真空干燥8小时。产物经洗涤干燥后，装入氧化铝坩锅内，加盖后放入马弗炉中，在空气气氛下以5℃/分钟的速率升至400℃，并保温2小时，待自然冷却至室温后取出研细，获得淡黄色的WO3纳米片材料。图1和图2分别为制备的WO3的X射线衍射图和扫描电子显微镜照片。从图1可见WO3属于单斜晶系(JCPDS：43-1035)，未见有杂质衍射峰，表明制备的WO3具有较高的纯度，由图2可知，WO3呈片状结构，片的大小约为200～300nm，厚度约为20～50nm。
采用发明的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法制备g-C3N4粉末，具体过程为：称取10g三聚氰胺原料粉末经研磨后，装入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下，以5℃/分钟的速率升至550℃，并在该温度下保温4小时，待自然冷却至室温后取出研细，获得黄色的g-C3N4粉末，制得的g-C3N4粉末的X射线衍射图和扫描电子显微镜照片如图1和图3所示。
实施例一：本实施例的制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法制备过程如下：
称取2.22g上述g-C3N4粉末加入50mL去离子水的100mL锥形瓶中，超声分散0.5小时，使g-C3N4均匀分散，得到g-C3N4分散液；向上述得到的g-C3N4分散液中加入0.79gNa2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，使其完全溶解，将上述溶液放置于80℃油浴锅中，待溶液温度升至80℃后，缓缓逐滴加入15mL浓度为10摩尔/升的浓盐酸溶液，搅拌5分钟后，停止搅拌，80℃下静置24小时，得到沉淀物；将沉淀物分离得到黄色沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤，在60℃温度下真空干燥8小时；将得到的产物研磨成粉末状，放入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下，以5/分钟的速率升至400℃,并在该温度下保温2个小时，待自然冷却至室温后取出研细，得到WO3/g-C3N4的复合光催化材料，其中WO3和g-C3N4的理论质量比为1:4，图1和图4分别是WO3/g-C3N4的X射线衍射图和扫描电子显微镜照片图，从图1可知，复合物是由WO3和g-C3N4两种物相组成；从图4可见，大量的WO3纳米片附着在g-C3N4的表面。
实施例二：称取0.56g上述g-C3N4粉末加入50mL去离子水的100mL锥形瓶中，超声分散0.5小时，使g-C3N4均匀分散，得到g-C3N4分散液；向上述得到的g-C3N4分散液中加入0.79gNa2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，使其完全溶解，将上述溶液放置于80℃油浴锅中，待溶液温度升至80℃后，缓缓逐滴加入15mL浓度为10摩尔/升的浓盐酸溶液，搅拌5分钟后，停止搅拌，80℃下静置24小时，得到沉淀物；将沉淀物分离得到黄色沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤，在60℃温度下真空干燥8小时；将得到的产物研磨成粉末状，放入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下，以5/分钟的速率升至400℃,并在该温度下保温2个小时，待自然冷却至室温后取出研细，得到WO3/g-C3N4的复合光催化材料，其中WO3和g-C3N4的理论质量比为1:1。
实施例三：称取1.11g上述g-C3N4粉末加入50mL去离子水的100mL锥形瓶中，超声分散0.5小时，使g-C3N4均匀分散，得到g-C3N4分散液；向上述得到的g-C3N4分散液中加入0.79gNa2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，使其完全溶解，将上述溶液放置于80℃油浴锅中，待溶液温度升至80℃后，缓缓逐滴加入15mL浓度为10摩尔/升的浓盐酸溶液，搅拌5分钟后，停止搅拌，80℃下静置24小时，得到沉淀物；将沉淀物分离得到黄色沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤，在60℃温度下真空干燥8小时；将得到的产物研磨成粉末状，放入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下，以5/分钟的速率升至400℃,并在该温度下保温2个小时，待自然冷却至室温后取出研细，得到WO3/g-C3N4的复合光催化材料，其中WO3和g-C3N4的理论质量比为1:2。
实施例四：称取3.33g上述g-C3N4粉末加入50mL去离子水的100mL锥形瓶中，超声分散0.5小时，使g-C3N4均匀分散，得到g-C3N4分散液；向上述得到的g-C3N4分散液中加入0.79gNa2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，使其完全溶解，将上述溶液放置于80℃油浴锅中，待溶液温度升至80℃后，缓缓逐滴加入15mL浓度为10摩尔/升的浓盐酸溶液，搅拌5分钟后，停止搅拌，80℃下静置24小时，得到沉淀物；将沉淀物分离得到黄色沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤，在60℃温度下真空干燥8小时；将得到的产物研磨成粉末状，放入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下，以5/分钟的速率升至400℃,并在该温度下保温2个小时，待自然冷却至室温后取出研细，得到WO3/g-C3N4的复合光催化材料，其中WO3和g-C3N4的理论质量比为1:6。
采用机械混合法制备WO3和g-C3N4的机械混合物，具体为：称取2.22g上述实施例一中制备的g-C3N4放置于玛瑙研砵中，再加入0.56g上述实施例一至4中制备的WO3纳米片，二者在室温下研磨1小时，得到WO3和g-C3N4质量比为1:4的机械混合物。
如图6和图7，取实施例一至五中制备的各种催化剂50毫克，分别加入到50毫升0.01毫摩尔/升的罗丹明B溶液中，经过0.5小时的暗吸附反应，在600转磁力搅拌下，采用型号为BL-GHX-V的多通道光催化反应仪，氙灯作为光源，使用波长为λ≥420nm截止滤光片，进行照射3小时；罗丹明B溶液经离心后，取上清液，用紫外可见分光光度计测定罗丹明B的吸光度随光照时间的变化，并得出罗丹明B的降解率。
由上述方法所制备出的WO3/g-C3N4复合光催化材料，该材料中WO3与g-C3N4的质量比为1：1～6，制得的WO3和g-C3N4二者间具有更加紧密的接触，从而光生电子-空穴能在二者间更有效地分离，光催化效率显著增强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将三聚氰胺或尿素原料，装入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下煅烧，以5～20℃/分钟的速率升至500～600℃，进行煅烧，并在该温度下保温3～5小时，待自然冷却至室温后取出产物研细，获得黄色或淡黄色的g-C3N4粉末；
步骤二：将步骤一得到的g-C3N4粉末加入去离子水中，超声分散0.5～1小时，使g-C3N4均匀分散，得到g-C3N4分散液；
步骤三：向步骤二得到的g-C3N4分散液中加入Na2WO4·2H2O，磁力搅拌0.5小时，使其完全溶解，待反应温度升至80℃后，缓缓加入浓盐酸溶液，搅拌5～30分钟后，停止搅拌，静置24～48小时，得到沉淀物；
步骤四：将步骤三得到的沉淀物经离心、洗涤、分离处理后，在60℃温度下真空干燥8小时；
步骤五：将步骤四得到的产物研磨成粉末状，放入氧化铝坩埚内，封盖后放入马弗炉内，在空气气氛下煅烧，以5～20℃/分钟的速率升至400～500℃,并在该温度下保温1～3个小时，得到WO3/g-C3N4的复合光催化材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，其特征在于：所述步骤二中，g-C3N4粉末加入去离子水后所得溶液的固液比为0.0112g/mL-0.112g/mL。
3.根据权利要求2所述的一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，其特征在于：所述步骤三中Na2WO4·2H2O的加入量与步骤二中g-C3N4粉末的加入量的质量比为1：0.71－4.22。
4.根据权利要求3所述的一种制备WO3/g-C3N4复合光催化材料的方法，其特征在于：所述步骤三中加入的浓盐酸溶液的浓度为10mol/L，加入的浓盐酸体积与g-C3N4分散液的体积比为15:50。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106824248A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-06-13 | 安徽工业大学 | 一种形貌和组成可控的WO3纳米片/g‑C3N4纳米复合材料的制备方法 |
| CN107744825A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-03-02 | 阜阳师范学院 | 一种WO3/g‑C3N4B光催化剂的构筑及其制备和应用 |
| CN107930664A (zh) * | 2017-10-08 | 2018-04-20 | 南京邮电大学 | 一种制备BiFeO3/g‑C3N4异质结光催化剂的方法 |
| CN108918601A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-11-30 | 安徽工业大学 | 一种用于检测低浓度丙酮气体的氧化钨复合气敏材料 |
| CN110252381A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-09-20 | 泉州师范学院 | 一种2d-2d三氧化钨/类石墨相氮化碳异质结构光催化剂的制备和应用 |
| CN110639582A (zh) * | 2019-09-01 | 2020-01-03 | 桂林理工大学 | 一种具有2D/0D结构的g-C3N4/WO3复合光催化剂的制备方法 |
| CN110818032A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 武汉轻工大学 | 一种将钒酸铋光阳极生长在导电载体上的方法及生长在导电载体上的钒酸铋光阳极 |
| CN111450870A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-28 | 中国石油大学(北京) | 氮化碳负载型催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112495411A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-03-16 | 同济大学 | 一种氮化碳纳米片负载钒酸铟量子点光催化剂及其制备和应用 |
| CN114011394A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-08 | 浙江工商大学 | 一种非金属复合光催化材料及其制备和应用 |
| CN114797901A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-29 | 南京大学 | 一种三维复合光催化材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380143A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Tokyo Tungsten Co Ltd | Ｗｏ↓３ペレットの製造方法 |
| WO2007094019A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Nm Tech Ltd. Nanomaterials And Microdevices Technology | A method for preparing nanocrystalline transparent films of tungsten oxide |
| CN103990486A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-20 | 江苏大学 | 一种硫化铟/氮化碳复合纳米材料的制备方法 |
| CN104056620A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-24 | 东南大学 | 一种可见光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN105032466A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-11 | 宁波工程学院 | 一种高纯度wo3/c3n4复合介孔纳米带的制备方法 |
-
2015
- 2015-12-07 CN CN201510896164.1A patent/CN105536839B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380143A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Tokyo Tungsten Co Ltd | Ｗｏ↓３ペレットの製造方法 |
| WO2007094019A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Nm Tech Ltd. Nanomaterials And Microdevices Technology | A method for preparing nanocrystalline transparent films of tungsten oxide |
| CN103990486A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-20 | 江苏大学 | 一种硫化铟/氮化碳复合纳米材料的制备方法 |
| CN104056620A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-24 | 东南大学 | 一种可见光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN105032466A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-11 | 宁波工程学院 | 一种高纯度wo3/c3n4复合介孔纳米带的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HONGJIAN YAN等: ""Synthesis of WO3 nanoparticles for photocatalytic O2 evolution by thermal decomposition of ammonium tungstate loading on g-C3N4"", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 * |
| HONGJIAN YAN等: ""TiO2–g-C3N4 composite materials for photocatalytic H2"", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 * |
| 潘长华等: "《实用小化工生产大全 第一卷：无机化工产品•复混肥料•农药•兽药》", 30 September 1996 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106824248A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-06-13 | 安徽工业大学 | 一种形貌和组成可控的WO3纳米片/g‑C3N4纳米复合材料的制备方法 |
| CN107744825A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-03-02 | 阜阳师范学院 | 一种WO3/g‑C3N4B光催化剂的构筑及其制备和应用 |
| CN107930664A (zh) * | 2017-10-08 | 2018-04-20 | 南京邮电大学 | 一种制备BiFeO3/g‑C3N4异质结光催化剂的方法 |
| CN108918601A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-11-30 | 安徽工业大学 | 一种用于检测低浓度丙酮气体的氧化钨复合气敏材料 |
| CN110252381A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-09-20 | 泉州师范学院 | 一种2d-2d三氧化钨/类石墨相氮化碳异质结构光催化剂的制备和应用 |
| CN110639582A (zh) * | 2019-09-01 | 2020-01-03 | 桂林理工大学 | 一种具有2D/0D结构的g-C3N4/WO3复合光催化剂的制备方法 |
| CN110818032A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 武汉轻工大学 | 一种将钒酸铋光阳极生长在导电载体上的方法及生长在导电载体上的钒酸铋光阳极 |
| CN111450870A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-28 | 中国石油大学(北京) | 氮化碳负载型催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112495411A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-03-16 | 同济大学 | 一种氮化碳纳米片负载钒酸铟量子点光催化剂及其制备和应用 |
| CN114011394A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-08 | 浙江工商大学 | 一种非金属复合光催化材料及其制备和应用 |
| CN114011394B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-06-27 | 浙江工商大学 | 一种非金属复合光催化材料及其制备和应用 |
| CN114797901A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-29 | 南京大学 | 一种三维复合光催化材料及其制备方法 |
| CN114797901B (zh) * | 2022-03-28 | 2023-08-18 | 南京大学 | 一种三维复合光催化材料及其制备方法 |
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