CN116603558A - 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 - Google Patents
一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116603558A CN116603558A CN202310570850.4A CN202310570850A CN116603558A CN 116603558 A CN116603558 A CN 116603558A CN 202310570850 A CN202310570850 A CN 202310570850A CN 116603558 A CN116603558 A CN 116603558A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- photocatalyst
- preparation
- water
- shaped
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 12
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 11
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 241000202829 Eleocharis Species 0.000 claims description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 3
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000004298 light response Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 241001198704 Aurivillius Species 0.000 description 1
- 235000003283 Pachira macrocarpa Nutrition 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001083492 Trapa Species 0.000 description 1
- 235000014364 Trapa natans Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000598 endocrine disruptor Substances 0.000 description 1
- 231100000049 endocrine disruptor Toxicity 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 1
- 235000009165 saligot Nutrition 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
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
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
- B01J37/035—Precipitation on carriers
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
-
- 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
-
- 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
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
- C02F2101/345—Phenols
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于材料学技术领域，涉及一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及应用，利用水热法制备荸荠状钨酸锑，再利用静电吸附法将荸荠状钨酸锑与与单体光催化剂复合制备得到荸荠状钨酸锑复合材料，可在光催化降解有机染料、抗生素或酚类污染物上的应用。本发明通过水热法利用乙二醇和水调整并合成形貌均一的类荸荠状Sb2WO6，并且将其与结构形貌可控、性能优异的单体光催化剂进行有机结合，形成Sb2WO6与单体光催化剂异质结结构，克服单体光催化剂可见光响应有限和活性位点较少的缺点，改善单体光催化剂的光谱响应范围，从而实现高效的可见光催化氧化活性，提高光催化降解性能，具有效率高，简单，经济等优点。
Description
技术领域
本发明属于材料学技术领域，涉及一种复合材料的制备方法，特别涉及一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用。
背景技术
随着现代社会工业进程的快速发展，环境污染问题逐渐被社会各界所关注，尤其是水体污染已经成为人类社会可持续发展必须面对的严肃问题。水体中的有机染料、内分泌干扰物、农药等，即使浓度很低也对生态环境和人类造成极大的损害。然而，常规的水处理技术与方法已不能满足有效水净化的需求。半导体光催化技术在处理能源危机和解决环境污染问题等方面具有潜在优势，能有效的将太阳能转化为化学能，通过氧化还原反应将有机物高效快捷的降解。半导体材料是光催化技术的核心，现已经成为科学研究和工业应用中最重要的材料之一，被广泛应用于光催化、太阳能电池等多个领域。
g-C3N4、TiO2、SiO2等是光催化中广泛使用的半导体材料。但由于单体光催化剂存在比表面积小、可见光利用率低、光生载流子复合快和导电性差等缺点，影响光催化技术的发展和性能的提升。因此，探寻具有高导电性、强光吸收能力、低光生载流子复合率和优异光催化性能的光催化材料已经成为行业内亟待解决的问题。为了改善单体光催化剂的性能，利用改性方法(如形貌调控、缺陷工程、元素掺杂、半导体复合等)来修饰单体光催化剂以达到克服上述问题并改善其光催化性能的目的。
具有Aurivillius结构的钨酸锑具有较高的电子传输性和合适的带隙结构可以应用于光催化，例如：Bi2WO6,Sb2WO6等。为实现对光生电子和空穴的分离、拓宽可见光吸收范围、不断提升光催化降解性能和提升光催化剂的氧化还原能力。近年来，在光催化领域中Sb2WO6由于其强大的可见光吸收能力备受关注。
发明内容
本发明的目的是提供一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法，通过水热法合成形貌均一的类荸荠状Sb2WO6，利用静电吸附法合成荸荠状Sb2WO6复合材料并形成Z型异质结，有效地将荸荠状Sb2WO6与单体光催化剂进行复合，形成一种有效的、环保的Sb2WO6与单体光催化剂的异质结，克服单体光催化剂可见光响应有限和活性位点较少的缺点，产生更多的光生载流子，并进一步提高光催化降解环境水体有机燃料、抗生素和酚类污染物性能。
为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：混合溶液制备
称取0.1～1mmol SbCl3和0.05～0.5mmol Na2WO4·2H2O混合后加入乙二醇后高速搅拌30～60min，然后以1～2mL/min的速度连续滴加去离子水，然后高速搅拌30～60min，得到白色混合溶液，其中乙二醇与去离子水的体积之和为40mL。
步骤S2：荸荠状钨酸锑制备
将混合溶液加热至160～200℃后恒温12～16h；冷却至室温后混合溶液中有黄绿色固体沉淀物析出，将黄绿色固体取出，清洗，干燥，得到黄绿色荸荠状Sb2WO6。
步骤S3：钨酸锑复合材料制备
称取1～20mg荸荠状Sb2WO6溶于10～20mL无水乙醇中，混匀；加入50～100mg单体光催化剂，混匀后连续搅拌5～20h，静置有黄绿色固体沉淀物析出。将黄绿色固体取出，清洗，干燥，得到荸荠状钨酸锑复合材料。
优选地，所述步骤S1中的高速搅拌是在搅拌器5000～8000rpm的转速下搅拌。
优选地，所述步骤S1中乙二醇与去离子水的体积比为3：1。
优选地，所述步骤S2、步骤S3中的清洗是分别在水和乙醇中8000rpm离心5min，各三次。
优选地，所述步骤S2、步骤S3中的干燥是于60℃真空干燥箱中干燥12h。
优选地，所述步骤S3中的单体光催化剂为：多种形态的g-C3N4、TiO2、单晶硅、氧化铝或金属有机框架中得任意一种。
本发明的另一目的是提供上述任一种制备方法所得的荸荠状钨酸锑复合材料在光催化降解有机染料、抗生素或酚类污染物上的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明通过水热法合成形貌均一的类荸荠状Sb2WO6，利用静电吸附法将选择活性较强的荸荠状Sb2WO6与结构形貌可控、性能优异的单体光催化剂合成荸荠状Sb2WO6复合材料，形成一种有效的、环保的Sb2WO6与单体光催化剂的异质结，克服单体光催化剂可见光响应有限和活性位点较少的缺点，加速电荷分离，产生更多的光生载流子，改善单体光催化剂的光谱响应范围，从而实现高效的可见光催化氧化活性，并进一步提高光催化降解环境水体有机燃料、抗生素和酚类污染物性能，具有光催化效率高、方法简单快捷和经济环保等优点。
2、在制备荸荠状钨酸锑时通过控制乙二醇和水的比例，调整Sb2WO6形貌，得到具有合适能带结构、优异光催化活性的荸荠状钨酸锑，有效提高其光催化性能。
3、利用荸荠状钨酸锑与其他光催化剂之间具有相互作用，将荸荠状钨酸锑与单体光催化剂进行复合并形成Z型异质结结构，能够拓宽光吸收范围，增强光吸收强度，促进光生载流子的分离和转移，从而提升复合材料光催化降解性能。
附图说明
图1是本发明制备的荸荠状Sb2WO6/mpg-C3N4复合材料的微观结构示意图。A：荸荠状Sb2WO6；B：介孔氮化碳。
图2为本发明制备的不同形貌的荸荠状钨酸锑的SEM图像。
图3为本发明制备的不同形貌的荸荠状钨酸锑复合材料降解RhB的活性图。
图4为本发明制备的荸荠状Sb2WO6与mpg-C3N4复合材料降解RhB的活性图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规实验条件。
一、荸荠状钨酸锑复合材料的制备
实施例1
分别称取1mmol SbCl3和0.5mmol Na2WO4·2H2O置于100mL烧杯；向烧杯中加入30mL乙二醇，搅拌器7000rpm搅拌30min；随后逐滴加入10mL去离子水，控制速度为1mL/min，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌30min，得到白色混合溶液。将混合溶液转移至50mL反应釜中，设置恒温水热箱温度为160℃，恒温反应12h。反应后冷却至室温，混合溶液中有黄绿色固体沉淀物析出，将黄绿色固体取出，经过水和乙醇各离心洗涤3次，随后置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到黄绿色样品Sb2WO6(EG:H2O＝30：10)。
称取5mg Sb2WO6于100mL烧杯，同时加入10mL乙醇超声30min混匀，加入50mg mpg-C3N4超声1h混匀，搅拌器6000rpm连续搅拌20h，静置有黄绿色固体沉淀物析出。将沉淀物取出，经过水和乙醇各洗涤3次，置于真空干燥箱中60℃真空干燥12h，所得产物即为荸荠状Sb2WO6/mpg-C3N4复合材料(此产物为10wt.％Sb2WO6/mpg-C3N4)，微观结构如图1所示。
实施例2
分别称取0.5m mol SbCl3和0.3mmol Na2WO4·2H2O置于100mL烧杯；向烧杯中加入20mL乙二醇，搅拌器6000rpm搅拌50min；随后逐滴加入20mL去离子水，控制速度为2mL/min，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌60min，得到白色混合溶液。将混合溶液转移至50mL反应釜中，设置恒温水热箱温度为200℃，反应12h。反应后冷却至室温，混合溶液中有黄绿色固体沉淀物析出，将黄绿色固体取出，经过水和乙醇各离心洗涤3次，随后置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到黄绿色样品Sb2WO6(EG:H2O＝20：20)。
称取10.5mg Sb2WO6于100mL烧杯，同时加入15mL乙醇超声10min混匀，加入70mgTiO2超声2h混匀，搅拌器7000rpm连续搅拌10h，静置有黄绿色固体沉淀物析出。将沉淀物取出，经过水和乙醇各洗涤3次，置于真空干燥箱中60℃真空干燥12h，所得的产物即为荸荠状Sb2WO6/TiO2复合材料(此产物为15wt.％Sb2WO6/TiO2)。
实施例3
分别称取0.3mmol SbCl3和0.1mmol Na2WO4·2H2O置于100mL烧杯；向烧杯中加入10mL乙二醇，搅拌器5000rpm搅拌40min；随后逐滴加入30mL去离子水，控制速度为2mL/min，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌50min，得到白色混合溶液。将混合溶液转移至50mL反应釜中，设置恒温水热箱温度为180℃，反应12h。反应后冷却至室温，混合溶液中有黄绿色固体沉淀物析出，将黄绿色固体取出，经过水和乙醇各离心洗涤3次，随后置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到黄绿色样品Sb2WO6(10：30)。
称取20mg Sb2WO6于100mL烧杯，同时加入20mL乙醇超声30min混匀，加入100mg Si超声2h混匀，搅拌器6000rpm连续搅拌15h，静置有黄绿色固体沉淀物析出。将沉淀物取出，经过水和乙醇各洗涤3次，置于真空干燥箱中60℃真空干燥12h，所得的产物即为荸荠状Sb2WO6/Si复合材料(此产物为20wt.％Sb2WO6/Si)
二、Sb2WO6形貌分析
为验证本发明所制备的Sb2WO6单体的形貌与晶相特征，将实施例一、实施例二、实施例三所得Sb2WO6单体用热场发射扫描电子显微镜7001(型号：JSM-7001F)进行拍照(图2)，以只用去离子水(40mL、不加乙二醇)作为溶剂时所得Sb2WO6单体为对照，结果见图2。从图2可看出，在同时加入乙二醇和水且二者比例(乙二醇和水的比例)不同时，制备的Sb2WO6形貌略有差异，荸荠状钨酸锑光催化剂的高光催化活性主要归因于其独特的层次结构，当乙二醇和水体积比为30：10时，所得到荸荠状钨酸锑与其他不同形貌的钨酸锑相比，表现出最佳的光催化降解活性。但随着乙二醇体积分数的减少，荸荠状钨酸锑光催化剂结构的尺寸变得更大，更不均一，凹陷特征逐渐减少，凹陷中心有轻微封闭，光催化降解能力有所减弱。当只使用H2O作为溶剂时，得到了不规则形状的Sb2WO6，基本没有凹陷特征，且凹陷中心基本封闭，光催化性能更差。
三、性能检测
发明人以10mg/L RhB(罗丹明B的缩写，属于有机染料)为目标污染物进行光催化降解，以评价本发明所制备的不同形貌单体荸荠状钨酸锑以及荸荠状钨酸锑复合材料的可见光催化氧化活性。其步骤如下：
1、取50mg单体Sb2WO6置于光催化反应器中，在250W在氙灯下光降解100mL RhB(λ>400nm)。
2、取25mg复合材料置于光催化反应器中，在250W在氙灯下光降解50mL RhB(λ>400nm)。
采用流动冷却水系统使温度维持在30℃以避免热催化。氙灯照射前，将溶液磁搅拌30min，使光催化剂在材料表面达到吸附-脱附平衡。开灯后，在15min的时间间隔内，取3mL溶液，离心并通过0.2μm聚醚砜过滤去除颗粒，用于后续分析。用紫外-可见分光光度计在最大吸收波长554nm下测定目标污染物的浓度变化。
上述测试，结果如图3-4所示。从图3可以看出当乙二醇和水的比例为30：10时，荸荠状钨酸锑降解RhB有最佳性能。从图4中可以看出，与mpg-C3N4单体和Sb2WO6单体相比，将荸荠状钨酸锑与介孔氮化碳进行复合所得的复合材料，更能有效的提高其光催化降解污染物的性能。光照60min，15wt.％Sb2WO6/mpg-C3N4降解RhB降解率分别可以达到91.5％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：混合溶液制备
称取0.1～1mmol SbCl3和0.05～0.5mmolNa2WO4·2H2O混合后加入乙二醇后高速搅拌30～60min，然后以1～2mL/min的速度连续滴加去离子水，然后高速搅拌30～60min，得到白色混合溶液，其中乙二醇与去离子水的体积之和为40mL；
步骤S2：荸荠状钨酸锑制备
将混合溶液加热至160～200℃后恒温12～16h；冷却至室温后混合溶液中有黄绿色固体沉淀物析出，将黄绿色固体取出，清洗，干燥，得到黄绿色荸荠状Sb2WO6；
步骤S3：钨酸锑复合材料制备
称取1～20mg荸荠状Sb2WO6溶于10～20mL无水乙醇中，混匀；加入50～100mg单体光催化剂，混匀后连续搅拌5～20h，静置有黄绿色固体沉淀物析出；将黄绿色固体取出，清洗，干燥，得到荸荠状钨酸锑复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的高速搅拌是在搅拌器5000～8000rpm的转速下搅拌。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中乙二醇与去离子水的体积比为3：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2、步骤S3中的清洗是分别在水和乙醇中8000rpm离心5min，各三次。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2、步骤S3中的干燥是于60℃真空干燥箱中干燥12h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的单体光催化剂为：多种形态的g-C3N4、TiO2、单晶硅、氧化铝或金属有机框架中得任意一种。
7.权利要求1-6中任一项所述制备方法制备得到的荸荠状钨酸锑复合材料在光催化降解有机染料、抗生素或酚类污染物上的应用。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310570850.4A CN116603558A (zh) | 2023-05-19 | 2023-05-19 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
| PCT/CN2023/123533 WO2024088050A1 (zh) | 2023-05-19 | 2023-10-09 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310570850.4A CN116603558A (zh) | 2023-05-19 | 2023-05-19 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116603558A true CN116603558A (zh) | 2023-08-18 |
Family
ID=87674119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310570850.4A Pending CN116603558A (zh) | 2023-05-19 | 2023-05-19 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116603558A (zh) |
| WO (1) | WO2024088050A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024088050A1 (zh) * | 2023-05-19 | 2024-05-02 | 海南师范大学 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103041801A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-04-17 | 南开大学 | 一种柿饼状形貌的钨酸铋光催化剂的制备方法 |
| CN106925329B (zh) * | 2017-02-28 | 2019-04-23 | 陕西科技大学 | 一种钨酸铋/氮化碳复合光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108355644A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-03 | 镇江创智特种合金科技发展有限公司 | 一种二氧化钛改性碳包覆钨酸锑复合光催化剂的制备 |
| CN108636457B (zh) * | 2018-05-25 | 2019-10-11 | 常州大学 | 一种可用于光催化剂的APTES-Sb2WO6-GQDs复合材料的制备方法 |
| CN116603558A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-18 | 海南师范大学 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
-
2023
- 2023-05-19 CN CN202310570850.4A patent/CN116603558A/zh active Pending
- 2023-10-09 WO PCT/CN2023/123533 patent/WO2024088050A1/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024088050A1 (zh) * | 2023-05-19 | 2024-05-02 | 海南师范大学 | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024088050A1 (zh) | 2024-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11345616B2 (en) | Heterojunction composite material consisting of one-dimensional IN2O3 hollow nanotube and two-dimensional ZnFe2O4 nanosheet, and application thereof in water pollutant removal | |
| CN111001439A (zh) | 一种苝酰亚胺及其复合光催化材料、制备方法与在去除水体有机污染物中的应用 | |
| CN105536819B (zh) | 一种石墨烯/硫化锑复合光催化剂的制备方法 | |
| CN101711988B (zh) | NaBiO3/BiOCl异质结光催化剂及其制备方法 | |
| CN112007632B (zh) | 一种花状SnO2/g-C3N4异质结光催化剂的制备方法 | |
| CN108355669B (zh) | 一种磁性纳米洋葱碳负载Bi2WO6的光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109847780A (zh) | 一种AgBr/BiOI/g-C3N4三元复合催化材料的制备方法及其应用 | |
| CN110801856A (zh) | 一种石墨相氮化碳-铵钨青铜复合光催化剂的合成及其应用 | |
| CN106944074A (zh) | 一种可见光响应型复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108339544B (zh) | 富勒烯羧基衍生物修饰的光催化剂/超疏水膜复合材料 | |
| CN110756223A (zh) | 一种吸附催化复合材料及其在污染物处理中的应用 | |
| CN116603558A (zh) | 一种荸荠状钨酸锑复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN112619684A (zh) | 一种功能化凹凸棒石负载NiO-g-C3N4的光催化-吸附剂和制法 | |
| CN103785429A (zh) | 一种磷酸银/石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及制备方法 | |
| CN109847783B (zh) | 一种Fe3+/CdIn2S4/g-C3N4三元光芬顿催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN111558382B (zh) | 一种硫化铋/钼酸铋氧缺陷空心球复合光催化剂的制备方法及应用 | |
| Guo et al. | Controllable synthesis of a 3D ZnS@ MoO 3 heterojunction via a hydrothermal method towards efficient NO purification under visible light | |
| CN112354559A (zh) | 一种二维受体分子/多级孔TiO2复合光催化剂及其制备方法和光催化应用 | |
| CN112495402A (zh) | 一种二硫化钼负载钴掺杂氧化锌光催化降解材料及制法 | |
| CN111097475A (zh) | 一种过氧化氢改性石墨相氮化碳纳米片及其制备方法 | |
| CN108554427B (zh) | 一种In2O3/BiOI半导体复合光催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN107970951B (zh) | 一种花状介孔结构CdS-ZnO复合材料的制备方法 | |
| CN115849441A (zh) | 一种富氧空位Bi12O17Cl2超薄纳米片及其制备方法和应用 | |
| CN113680364B (zh) | 一种间氨基苯硼酸掺杂的石墨相氮化碳光催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN113559856B (zh) | 一种钛酸钡/碘酸银异质结光催化剂的制备方法 |
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 |