[发明专利]一种降解VOCs氧化三维催化网格的制备方法

说明书

本发明涉及一种降解VOCs氧化三维催化网格的制备方法，具体涉及一种在钨网原位生长的Bi₂WO₆/In₂S₃催化剂的制备方法。

背景技术

有机挥发性气体(Volatilc Organic Compounds．VOCs)一是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa，常压下低沸点(沸点范围50～260℃之间)的化合物，包括芳香族化合物(如甲苯、二甲苯)，脂肪族化合物(如丙酮和n-己烷)，氧烃类，含卤烃类，氮烃类和硫烃类。长时暴露在这些物质污染的环境中就会引起中毒事故，严重的导致终身伤残，甚至致死。这类物质排放到大气后，有的能在太阳光(主要是紫外光)的照射下，与氮氧化物发生光化学反应，形成光化学烟雾，从而在更大的范围内产生污染危害。

VOCs的处理方法有两类：一类是破坏性方法，如焚烧法和催化燃烧法、生物膜处理法等；另一类是非破坏性方法，即回收法．常用的有吸附法、冷凝法、膜分离法。光催化氧化技术因能耗低、反应条件温和以及人工光源易得等优势而被认为是最具前景的技术之一。由于传统光催化材料TiO2禁带宽度为3. 2 eV，仅能吸收太阳光中的紫外光，且其高的光生载流子复合速率导致其光量子效率低，其可见光下的催化氧化活性不高。由于Bi₂WO₆ 的带隙只有2.7eV左右，能够被可见光激发，在光催化氧化空气和水中污染物中应用广泛。然而，纯的Bi2WO6只能吸收紫外到可见光450nm波长之间的光，只占太阳光谱的一小部分；而且，由于窄的带隙导致光生电子空穴对容易复合，限制了能量转换效率。为了扩宽Bi2WO6可见光响应的范围和促进光生载流子的分离，将另一种和Bi2WO6能带位置匹配的窄禁带半导体与之耦合，完整的异质结结构可以限制载流子的复合，提高量子产率。光生空穴、空穴与水反应生成的羟基自由基、光生电子与氧气反应生成的超氧自由基具有很强的氧化性，能将VOCs氧化成无毒无害的物质。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种降解VOCs氧化三维催化网格的制备方法，为VOCs的催化降解提供了一种新材料。本发明的材料是水热法制备的，其操做简单，成本低廉，产率较高，降解效果好，多次催化效果不变，重复性好，而且本发明的材料是在钨网上制备的，解决了催化剂固定化的问题，使用起来方便快捷，不易流失，方便回收，还能与外电路相连接，应用偏压提高光生电对的分离效率。

1.本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种降解VOCs氧化三维催化网格的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（1）钨网预处理：将钨网剪成20cm×5cm的大小，然后用乙醇超声清洗30-60min再用丙酮超声清洗20-40min，再用去离子水冲洗干净后，放入温度为90-120℃电热鼓风干燥箱中干燥，取出备用。

（2）Bi₂WO₆的合成：将Na₂WO₄·2H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于20-40mL去离子水中，再加入0.4-0.8mLHNO₃超声20min，再磁力搅拌2h，得到溶液。将钨网卷曲放入反应釜中浸没，180-200℃下反应24-36h，取出所得材料清洗干燥，置于管式炉中通氮气煅烧，400-500℃锻烧4-6h。

（3）Bi₂WO₆/In₂S₃的合成：将L-半胱氨酸和In₂Cl₃溶解到水和乙二醇组合比例为1-2：4-7的溶剂中，超声10-30min，将溶液pH调至中性，将Bi₂WO₆放入反应釜中，180-200℃下反应24-36h，将所得材料用去离子水清洗后得到Bi2WO6/In₂S₃催化网格。

2.步骤（2）中：Na₂WO₄·2H₂O：Bi(NO₃)₃·5H₂O质量比为3-4:10。

3步骤（2）中：煅烧过程控制升温速率为2-3℃/min，降温速率为2-4℃/min。