[发明专利]一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法，制备方法包括步骤：A、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；B、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；C、加入钨源，并进行搅拌；D、对混合液体进行光电催化处理、光敏化处理或者化学修饰处理；E、加入氧化剂和沉淀剂，继续沉淀，形成透明胶体；F、对所述透明胶体进行热处理，然后进行回流形成氧化钨氧化钛复合光催化剂。本发明添加钨源最终形成二元复合光触媒，降低了禁带宽度。本发明还通过光敏化、光电催化或化学修饰等手段改善了粒子结构，形成微介孔粒子，改善粒子表面状态，加强表面对光子的扑捉效率。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

光催化作为一种新型的废水处理技术，其在有机废水的深度处理方面已显示出广阔的应用前景，它以彻底矿化有机污染物为显著优点而受到国内外研究者的普遍关注。光触媒也广泛应用于建筑装修市场和室内车内，光催化过程具有对有机物的降解几乎无选择性，能彻底矿化有机污染物，无二次污染，设备简单，投资少，效果好等独特的优点。光催化氧化技术是半导体催化剂通过太阳光或紫外光作用产生氧化能力很强的·OH自由基将有机污染物降解为H₂O和CO₂。该技术具有对有机物的降解选择性低、价廉易得、可回收重复利用、运行费用低等特点。传统的光催化氧化技术采用TiO₂为催化剂，具有价廉、无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好、易于回收的特点。

但是，由于TiO₂的能带带隙较宽(约为3.2ev)，需要能量较高的紫外光才能使其价带中的电子受激发，而表现出光催化活性。而在自然界中，太阳光中的紫外线辐射含量较低，只占太阳光总照度的6.5％左右，对太阳光的利用率较低。另外，光生电子和电子空穴的复合也导致光量子产率低，限制了该技术在实际中的应用。

研究发现，钨系催化剂具有良好的催化性能，其中WO₃由于其廉价及易得的优点受到青睐，WO₃的能带带隙较窄(2.4eV-2.8eV)，能够充分利用可见光，但其氧化还原能力较弱，通过改变WO₃结构和负载其他金属可进一步提高光响应范围及光催化性能。

各研究所和各大高校分别针对光触媒材料的性质改性做了很多研究，提高其扑捉光子的效率，抑制电子空穴对的复合，提高电子从价带跃迁至导带的利用率是重要的提高光催化活性的途径。

传统光触媒主要存在以下缺陷：

1、粒子的性质与其尺寸有着非常重要的关系，小尺寸纳米粒子能够在能源、环境、催化等方面展现更加优异的性质。纳米粒子由于表面原子配位不足、粒径小、比表面积大等使其常具有高的表面活性，因而作为一种热力学不稳定体系，常会发生团聚现象。

2、传统光触媒二氧化钛禁带宽度在3.2ev过宽的禁带宽度，使得电子从价带跃迁至导带需要更高的能量。对光照强度的要求就只能在紫外强度。

3、对于光触媒二氧化钛结构，无论是锐钛型还是金红石型存在的晶体缺陷所引导的光催化效果都是局限的。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氧化钨氧化钛复合光催化剂及其制备方法，旨在解决传统光触媒材料不稳定、光催化效果有限等问题。

本发明的技术方案如下：

一种氧化钨氧化钛复合光催化剂的制备方法，其包括步骤：

A、将钛化合物溶解并过滤形成均一的钛化合物溶液；

B、加入沉淀剂进行沉淀，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；

C、加入钨源，并进行搅拌；