CN112973669A - 三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用 - Google Patents
三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112973669A CN112973669A CN202110213021.1A CN202110213021A CN112973669A CN 112973669 A CN112973669 A CN 112973669A CN 202110213021 A CN202110213021 A CN 202110213021A CN 112973669 A CN112973669 A CN 112973669A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diamond
- tungsten trioxide
- wcl
- concentration
- coated diamond
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 110
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 title claims abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910003091 WCl6 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 11
- KPGXUAIFQMJJFB-UHFFFAOYSA-H tungsten hexachloride Chemical compound Cl[W](Cl)(Cl)(Cl)(Cl)Cl KPGXUAIFQMJJFB-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 abstract description 36
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 9
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 36
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 13
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 4
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000980 acid dye Substances 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 1
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- B01J35/39—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三氧化钨包覆金刚石的制备方法，步骤为：(1)对金刚石进行清洗；(2)将完成清洗的金刚石置于稀硝酸中进行超声处理，然后再在去离子水中进行超声处理，得到活化金刚石；(3)将WCl6·6H2O溶解在乙醇中，形成WCl6溶液，然后将活化金刚石投入到WCl6溶液中，进行反应，反应完成后，进行降温，然后过滤，对滤渣进行清洗、干燥后获得三氧化钨包覆金刚石。本申请还公开采用上述制备方法制作所制作的三氧化钨包覆金刚石在染料废水光降解中的应用。利用本申请，能够使WO3较均匀的包覆在金刚石表面，WO3在金刚石表面覆盖率达到85％以上。所生产的三氧化钨包覆金刚石作为催化剂，对亚甲基蓝的降解率可以达到84％。
Description
技术领域
本发明涉及一种三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用。
背景技术
随着工业的发展，有机染料作为工业产品的着色剂被广泛应用，随之带来的含有染料的工业废水给环境造成了严重的危害。由于染料中含有毒性和致癌物质，对生物的危害极大，寻求对染料工业废水的有效处理迫不及待。亚甲基蓝，又称美蓝、瑞士蓝，是一种芳香杂环化合物，高浓度时对水生生物具有致死危害。目前对染料的降解常用的方法为类芬顿技术和光催化氧化法，但芬顿技术存在催化剂不能重复利用、产生赤泥等副产物限制了其应用。光催化技术由于反应速度快、降解效率高等优点而具有很大的发展前景。
三氧化钨具有很高的光稳定性，且制备高纯度的三氧化钨的工艺较简单，具有较大的光吸收范围，可以有效利用太阳能辐射的可见光，被广泛用于光催化反应中。金刚石具有化学性质稳定，高硬度，耐磨损，高的热传导性等特性，小尺寸效应、大比表面积效应，在不同的化学处理后，金刚石表面可形成多种不同的官能团，这种金刚石晶体具有很高的吸附能力，作为催化载体可以适应各种实验环境，因此在作为载体功能方面具有潜在的应用前景。
发明内容
为提供一种新的染料废水的降解催化剂，本申请首先提供一种三氧化钨包覆金刚石的制备方法，其包括如下步骤：
(1)对金刚石进行清洗；
(2)将完成清洗的金刚石置于稀硝酸中进行超声处理，然后再在去离子水中进行超声处理，得到活化金刚石；
(3)将WCl6·6H2O溶解在乙醇中，形成WCl6溶液，然后将活化金刚石投入到WCl6溶液中，进行反应，反应完成后，进行降温，然后过滤，对滤渣进行清洗、干燥后获得三氧化钨包覆金刚石。
在对滤渣进行清洗时，首先用乙醇进行清洗，然后再用去离子水进行清洗，干燥后，即得三氧化钨包覆金刚石。
三氧化钨是一种过渡金属氧化物，其具有很高的光稳定性，且具有较小的禁带宽度和较大的光吸收范围，可以利用占太阳辐射能量近一半的可见光，其体积效应表面效应量子尺寸效应和宏观量子隧道效应都很显著，能够用于光催化反应中。金刚石作为催化载体，是一类Sp3杂化的非金属碳材料，具有化学性质稳定，高硬度，耐磨损，高的热传导性等特性，尤其是粉末状的金刚石，具有较小的尺寸和较大的比表面积，在不同的化学处理后，金刚石表面可形成多种不同的官能团，这种金刚石晶体具有很高的吸附能力，作为催化载体可以适应各种应用环境。利用本申请所生产的三氧化钨包覆金刚石作为催化剂，对亚甲基蓝的降解率可以达到84％。
利用本申请，能够使WO3较均匀的包覆在金刚石表面，且积聚情况较少，WO3在金刚石表面覆盖率达到85％以上。其中在本申请中，反应温度较温和和时间较短，且不会产生有害物质，与现存制备技术相比，反应条件较温和，制备处理过程简单。
具体地，金刚石的粒径为10-15μm。在上述粒径范围内，在有效利用金刚石较大的比表面积的同时，进而保证WO3作为催化剂催化中心的最大利用率，达到较优的催化效果，粒径过大或过小不利于对达到高效的催化效用。
进一步，步骤(3)中，金刚石与WCl6·6H2O质量比为1.5-2.5:1。进一步优选，金刚石与WCl3·6H2O质量比为2.0:1。在上述比例下，可以使WO3均匀地包裹在金刚石的表面，以充分利用金刚石的表面积。WCl6·6H2O浓度过高时会导致生成的WO3与金刚石反应剧烈而导致金刚石表面侵蚀严重，最终导致包覆失败或出现积聚现象，浓度过低会导致包覆率低。WO3的聚集会导致其与废水之间的接触面积减少，降低催化效果。
具体地，为保证反应的充分进行，且使WCl6完全转化为WO3，步骤(3)中，反应温度为175-185℃，反应时间为18-22h。
反应时间过长和反应温度过高，会使WO3纳米粒子生成的尺寸更大或出现积聚等，降低WO3与废水的接触面积，使催化效果降低，在该温度和时间下，有助于WO3达到较优的包覆效果，充分利用金刚石的比表面积，进一步提高WO3的催化效果。
进一步，步骤(3)中，降温速度为1℃/min，且每降温60℃时，保持温度0.5h。均匀降温有助于WO3在金刚石表面均匀包覆，使包覆层处于一定厚度，保证了包覆的均匀性和包覆层厚度。在降温阶段，溶液中的WO3逐渐结晶出来，形成小的WO3晶体，在保温阶段，这些析出的WO3晶体与溶液中的WO3进行交换，在金刚石表面基团的吸引下，WO3逐渐沉降到金刚石未被覆盖的表面，提高对金刚石的覆盖率，以充分利用金刚石的表面。
具体地，为保证金刚石的清洗干净，步骤(1)中，在对金刚石进行清洗时，首先将金刚石置于稀盐酸中进行超声处理，然后将金刚石分别在乙醇和去离子水中进行超声处理，最后用去离子水洗涤并烘干。
使用稀盐酸进行超声处理，可以有效清除金刚石表面的杂质，得到洁净的金刚石载体。
具体地，稀盐酸的浓度为1.2-1.5mol/L，稀硝酸的浓度为1.2-1.5mol/L。稀盐酸在上述浓度范围内，可以对金刚石表面达到较好的去污效果。稀硝酸在上述浓度范围内，能够对金刚石进行充分活化，同时可以减少酸性废液的产生量。
金刚石表面去污化和活化处理，能够为进一步提高WO3与金刚石的有效接触几率，使WO3能够在金刚石表面稳定地生长，提高WO3在金刚石表面的包覆率。
具体地，为使三氧化钨均匀地包覆在金刚石表面，且不出现堆积现象，三氧化钨包覆金刚石中，WO3的含量为16-18wt％。
其次，本申请还公开了采用任一项上述的制备方法制作所制作的三氧化钨包覆金刚石在染料废水光降解中的应用。在具体应用时，三氧化钨包覆金刚石在染料废水中的浓度为2.4-2.6g/L。
附图说明
图1为实施例a所制备的包覆WO3的金刚石样品的SEM图。
图2为对比例a所制备的包覆WO3的金刚石样品的SEM图。
图3为对比例b所制备的包覆WO3的金刚石样品的SEM图。
图4为对比例c所制备的包覆WO3的金刚石样品的SEM图。
图5为对比例d所制备的包覆WO3的金刚石样品的SEM图。
图6为实施例a所制备的样品的XRD图谱数据，可以看出该样品含有两个相：金刚石相和WO3相。
图7是实施例1所获得的UV-Vis光谱变化图。
图8是实施例2所获得的UV-Vis光谱变化图。
图9是实施例3所获得的UV-Vis光谱变化图。
图10是对比例1所获得的UV-Vis光谱变化图。
图11是对比例2所获得的UV-Vis光谱变化图。
图12是实施例1、对比例1、对比例2不同时间下降解率随时间变化的数据图。
具体实施方式
金刚石的处理：
首先将金刚石样品在1.4mol/L的盐酸中进行超声，然后乙醇洗后，在乙醇中超声30min，之后在去离子水中超声30min后，烘干得到去污化的金刚石样品。然后，再将金刚石在1.4mol/L的稀硝酸中进行超声后用水洗至中性，再在去离子水中超声30min，干燥后，得到活化金刚石。在以下实施例a和对比例a-d中，所采用的金刚石均为该活化金刚石。
实施例a：
将WCl6·6H2O溶解在乙醇中(按每毫升乙醇中溶解5mg WCl6·6H2O比例)，充分搅拌溶解，加入200mg金刚石(金刚石与WCl6·6H2O质量比为2:1)，搅拌0.5h后转移至反应釜，在180℃下反应20h，按照1℃/min的降温速度，将反应液的温度降到室温，且每降温60℃后保持温度0.5h，将反应液进行过滤，对滤渣用乙醇和去离子水进行清洗，干燥后得到三氧化钨包覆金刚石，进行形貌表征，形貌如图1所示。实施例a所制备的催化剂中WO3的百分含量为17％。金刚石表面WO3覆盖率达到85％以上。
对比例a：
将WCl6·6H2O溶解在乙醇中(按每毫升乙醇中溶解1mg WCl6·6H2O比例)，充分搅拌溶解，加入200mg金刚石(金刚石与WCl6·6H2O质量比为10:1)，搅拌0.5h后转移至反应釜，在180℃下反应20h后，按照1℃/min的降温速度，将反应液的温度降到室温，且每降温60℃后保持温度0.5h，将反应液进行过滤，对滤渣用乙醇和去离子水进行清洗，干燥后得到三氧化钨包覆金刚石，进行形貌表征，形貌如图2所示。
对比例b：
将WCl6·6H2O溶解在乙醇中(按每毫升乙醇中溶解3mg WCl6·6H2O比例)，充分搅拌溶解，加入200mg金刚石(金刚石与WCl6·6H2O质量比为10:3)，搅拌0.5h后转移至反应釜，在180℃下反应20h，按照1℃/min的降温速度，将反应液的温度降到室温，且每降温60℃后保持温度0.5h，将反应液进行过滤，对滤渣用乙醇和去离子水进行清洗，干燥后得到三氧化钨包覆金刚石，进行形貌表征，形貌如图3所示。
对比例c：
将WCl6·6H2O溶解在乙醇中(按每毫升乙醇中溶解5mg WCl6·6H2O比例)，充分搅拌溶解，加入200mg金刚石(金刚石与WCl6·6H2O质量比为2:1)，搅拌0.5h后转移至反应釜，在180℃下反应24h，后按照1℃/min的降温速度进行，将反应液的温度降到室温，且每降温60℃后保持温度0.5h，且每降温60℃后保持温度0.5h，将反应液进行过滤，对滤渣用乙醇和去离子水进行清洗，干燥后得到三氧化钨包覆金刚石，进行形貌表征，形貌如图4所示。
对比例d：
将WCl6·6H2O溶解在乙醇中(按每毫升乙醇中溶解5mg WCl6·6H2O比例)，充分搅拌溶解，加入200mg金刚石(金刚石与WCl6·6H2O质量比为2:1)，搅拌0.5h后转移至反应釜，在180℃下反应12h，后按照1℃/min的降温速度进行，且每降温60℃后保持温度0.5h，将反应液进行过滤，对滤渣用乙醇和去离子水进行清洗，干燥后得到三氧化钨包覆金刚石，进行形貌表征，形貌如图5所示。
通过电镜数据图可以看出图1中金刚石表面被WO3包覆，且WO3包覆均匀，图2、图3中金刚石表面WO3含量较少且存在部分积聚现象，图4、图5中WO3在金刚石表面也大量积聚、分布不均和脱落的现象。
催化降解亚甲基蓝实验测试：
亚甲基蓝的浓度与吸光度之间遵守朗伯-比尔定律，因此，亚甲基蓝的降解率(η，％)采用下式计算:
式中，A0为反应前溶液的吸光度；At为反应一段时间后溶液的吸光度。
在以下各实施例和对比例中，催化剂均采用上述的实施例a所制备的包覆WO3的金刚石样品。
实施例1
在pH＝7下，测试了在催化剂浓度为2.5g/L，H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在可见光照(λ﹥420nm)下测试亚甲基蓝的降解过程。在常温搅拌下测试其不同时间的亚甲基蓝(MB)的UV-Vis光谱变化图，具体请参阅图7。图7中，各线条从上至下依次为反应时间0h、0.5h、1h、2h、3h、4h的亚甲基蓝紫外吸收谱图，由图可知亚甲基蓝浓度随时间的增加逐渐减小，在4h内降解率达到了78％以上。
实施例2：
通过稀盐酸调节pH＝1.9-2.1,测试了在催化剂浓度为2.5g/L,H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在可见光照(λ﹥420nm)下测试亚甲基蓝的降解过程。在常温搅拌下测试其不同时间的亚甲基蓝(MB)的UV-Vis光谱变化图，具体请参阅图8。图8中，各线条从上至下依次为反应时间0h、0.5h、1h、2h、3h、4h的亚甲基蓝紫外吸收谱图，由图可知亚甲基蓝浓度随时间的增加逐渐减小，在4h内降解率达到了75％以上。
实施例3：
通过稀盐酸调节pH＝2.9-3.1，测试了在催化剂浓度为2.5g/L，H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在可见光照(λ﹥420nm)下测试亚甲基蓝的降解过程。在常温搅拌下测试其不同时间的亚甲基蓝(MB)的UV-Vis光谱变化图，具体请参阅图9。图9中，各线条从上至下依次为反应时间0h、0.5h、1h、2h、3h、4h的亚甲基蓝紫外吸收谱图，由图可知亚甲基蓝浓度随时间的增加逐渐减小，在4h内降解率达到了83％以上。
实施例4：
通过稀盐酸调节PH＝3.9-4.1，测试了在催化剂浓度为2.5g/L，H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在可见光照(λ﹥420nm)下测试亚甲基蓝的降解过程。在常温搅拌下测试其不同时间的亚甲基蓝(MB)的UV-Vis光谱变化图，具体请参阅图10。图10中，各线条从上至下依次为反应时间0h、0.5h、1h、2h、3h、4h的亚甲基蓝紫外吸收谱图，由图可知亚甲基蓝浓度随时间的增加逐渐减小，在4h内降解率达到了74％以上。
实施例5：
通过稀盐酸调节pH＝4.9-5.1，测试了在催化剂浓度为2.5g/L，H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在可见光照(λ﹥420nm)下测试亚甲基蓝的降解过程。在常温搅拌下测试其不同时间的亚甲基蓝(MB)的UV-Vis光谱变化图，具体请参阅图11。图11中，各线条从上至下依次为反应时间0h、0.5h、1h、2h、3h、4h的亚甲基蓝紫外吸收谱图，由图可知亚甲基蓝浓度随时间的增加逐渐减小，在4h内降解率达到了84％以上。
对比例1：
在pH＝7下，测试了在不加催化剂时，H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在可见光照(λ﹥420nm)下测试亚甲基蓝的降解过程。在4h内降解率仅为27％。
对比例2：
在pH＝7下，测试了在催化剂浓度为2.5g/L，H2O2浓度为0.78mol/L，亚甲基蓝浓度为0.16g/L，在不加光照下测试亚甲基蓝的降解过程，在4h内降解率仅达到了42％。
从上述各实施例与对比例可以看出，本申请所制备的催化剂在对染料降解过程中，能够在较大范围内的pH环境下进行，具有更广泛的应用环境，对于酸性染料废水和中性染料废水无需调整pH值，即可进行催化降解。
Claims (10)
1.三氧化钨包覆金刚石的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对金刚石进行清洗；
(2)将完成清洗的金刚石置于稀硝酸中进行超声处理，然后再在去离子水中进行超声处理，得到活化金刚石；
(3)将WCl6·6H2O溶解在乙醇中，形成WCl6溶液，然后将活化金刚石投入到WCl6溶液中，进行反应，反应完成后，进行降温，然后过滤，对滤渣进行清洗、干燥后获得三氧化钨包覆金刚石。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
金刚石的粒径为10-15μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤(3)中，金刚石与WCl6·6H2O质量比为1.5-2.5:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤(3)中，反应温度为175-185℃，反应时间为18-22h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤(3)中，降温速度为1℃/min，且每降温60℃时，保持温度0.5h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤(1)中，在对金刚石进行清洗时，首先将金刚石置于稀盐酸中进行超声处理，然后将金刚石分别在乙醇和去离子水中进行超声处理，最后用去离子水洗涤并烘干。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
稀盐酸的浓度为1.2-1.5mol/L，稀硝酸的浓度为1.2-1.5mol/L。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
三氧化钨包覆金刚石中，WO3的含量为16-18wt％。
9.三氧化钨包覆金刚石在染料废水光降解中的应用，该三氧化钨包覆金刚石采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制作。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，三氧化钨包覆金刚石在染料废水中的浓度为2.4-2.6g/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110213021.1A CN112973669B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110213021.1A CN112973669B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112973669A true CN112973669A (zh) | 2021-06-18 |
| CN112973669B CN112973669B (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=76350768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110213021.1A Active CN112973669B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112973669B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113976127A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 江苏科技大学 | 一种光催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101786026A (zh) * | 2010-03-24 | 2010-07-28 | 吉林大学 | n型氧化钛纳米管/p型金刚石异质结光催化材料及制备方法 |
| WO2017185928A1 (zh) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 用于生产生物柴油的选择性加氢催化剂及其制备方法和应用 |
| US20170341935A1 (en) * | 2015-05-13 | 2017-11-30 | Shaanxi University Of Science & Technology | Porous hollow shell wo3/ws2 nanomaterial and method of preparing same |
| CN108745342A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-06 | 西北师范大学 | 黄土颗粒负载三氧化钨光催化剂及其制备方法 |
| CN110078126A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-02 | 北京工业大学 | 不同形貌的固载型三氧化钨纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN111905738A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-10 | 南京大学 | 四氧化三铁包覆金刚石的类芬顿催化剂的制备方法 |
-
2021
- 2021-02-25 CN CN202110213021.1A patent/CN112973669B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101786026A (zh) * | 2010-03-24 | 2010-07-28 | 吉林大学 | n型氧化钛纳米管/p型金刚石异质结光催化材料及制备方法 |
| US20170341935A1 (en) * | 2015-05-13 | 2017-11-30 | Shaanxi University Of Science & Technology | Porous hollow shell wo3/ws2 nanomaterial and method of preparing same |
| WO2017185928A1 (zh) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 用于生产生物柴油的选择性加氢催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108745342A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-06 | 西北师范大学 | 黄土颗粒负载三氧化钨光催化剂及其制备方法 |
| CN110078126A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-02 | 北京工业大学 | 不同形貌的固载型三氧化钨纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN111905738A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-11-10 | 南京大学 | 四氧化三铁包覆金刚石的类芬顿催化剂的制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113976127A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 江苏科技大学 | 一种光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113976127B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-12-19 | 江苏科技大学 | 一种光催化剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112973669B (zh) | 2022-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ao et al. | Fabrication of novel p–n heterojunction BiOI/La 2 Ti 2 O 7 composite photocatalysts for enhanced photocatalytic performance under visible light irradiation | |
| CN105148983B (zh) | 一种降解废水中染料的光催化剂及其制备方法 | |
| CN108097233B (zh) | 一种响应太阳光的立方体结构锡酸锌光催化剂的制备方法 | |
| CN101214441B (zh) | 一种钛铋铁系光催化剂的制备方法 | |
| CN102600822A (zh) | 碳掺杂的二氧化硅-二氧化钛复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN112958061B (zh) | 一种氧空位促进直接Z机制介孔Cu2O/TiO2光催化剂及其制备方法 | |
| CN113333023B (zh) | 一种高吸附碘氧化铋可见光催化剂及其应用 | |
| CN105396605B (zh) | 一种硅酸盐粘土/铜/氮化碳复合材料的制备方法 | |
| CN112973669B (zh) | 三氧化钨包覆金刚石的制备方法及其在染料废水光降解中的应用 | |
| Liang et al. | Controllable fabrication of a novel heterojunction composite: AgBr and Ag@ Ag 2 O co-modified Ag 2 CO 3 with excellent photocatalytic performance towards refractory pollutant degradation | |
| CN110605138B (zh) | 一种钽氧氮/泡沫镍光催化接触氧化膜的制备方法和应用 | |
| Chen et al. | Efficient degradation of ciprofloxacin by Cu2O/g-C3N4 heterostructures with different morphologies driven under the visible light | |
| CN109133169B (zh) | 一种钒酸铋及其制备方法和应用 | |
| Aparna et al. | Photocatalytic activities of SnS thin films deposited at room temperature | |
| CN110743575A (zh) | 一种具有吸附-光催化协同效应的AgIn5S8/SnS2固溶体催化剂的制备方法 | |
| CN113145158B (zh) | 剥离管状氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110354845A (zh) | 一种碳纳米点修饰的钨酸铋光催化剂及其制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Seeded growth of ZnO nanowires in dye-containing solution: The submerged plant analogy and its application in photodegradation of dye pollutants | |
| CN104028309A (zh) | 一种复合型可见光催化剂及其制备方法 | |
| CN107486203B (zh) | 一种可回收漂浮型复合光催化球及其制备方法和应用 | |
| CN113871631B (zh) | 一种处理偶氮染料废水的光催化燃料电池及其制备方法 | |
| Sabre et al. | Effect of Operating Parameters on Degradation of Eriochrome black T Dye | |
| CN114350198A (zh) | 一种自清洁涂层及其制备方法和在洗衣机上的应用 | |
| CN110624532B (zh) | 一种TiO2-BiVO4-石墨烯三元复合光催化材料及其制备方法 | |
| Kadhim et al. | Enhancing the Photocatalytic Performance of TiO2 Nanoflower Thin Films under Ultraviolet Irradiation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |