[发明专利]等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂及其制备方法和应用，该复合光催化剂包括等离子体型氧化钨和石墨相氮化碳纳米片，等离子体型氧化钨附着在石墨相氮化碳纳米片表面，等离子体型氧化钨为W₁₈O₄₉。其制备方法包括将石墨相氮化碳纳米片与六羰基钨溶液混合制备前驱体混合液通过水热反应制备得到复合光催化剂。本发明复合光催化剂具有光催化活性高、光响应范围广、光催化性能稳定、可重复利用性好等优点，其制备方法具有制备过程简单、操作简便、成本低等优点。本发明复合光催化剂可用于处理抗生素废水，具有应用方法简单、成本低、去除率高等优点，能够实现对废水中抗生素的有效降解，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于功能复合光催化剂技术领域，涉及一种石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，光催化技术发展迅速，尤其是基于半导体的光催化降解技术用于环境污染物的去除得到了研究者的广泛关注，而催化性能优劣的关键在于是否拥有性能良好的半导体光催化材料。因此，设计和制备高效的半导体光催化材料成为目前环境光催化领域研究的重点。

在材料的选择和应用上，非金属的石墨相氮化碳引起了人们的广泛关注。但是，由于石墨相氮化碳的禁带宽度为2.7 eV，使得其对可见光的吸收范围局限于460 nm以内的光照，光响应范围小，无法充分的利用太阳光，不利于提高石墨相氮化碳材料对环境中污染物的催化降解效果，并且单一催化剂无法达到令人满意的光催化效果。因此，获得一种光催化活性高、光催化稳定性好、光响应范围广的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂对于提高石墨相氮化碳对污染物的催化降解效果具有重要意义。

目前，具有等离子体效应的材料主要为贵金属（如Ag，Au等），但是Ag等贵金属价格昂贵，会导致材料的成本非常高，不利于实际应用以及大规模生产；同时制备成特殊结构的复合材料也可以提高对于光能的利用率，但是普遍采用的制备方法中需要添加交联剂用于材料的定型，且制备过程复杂。因此，如何选择合适的修饰材料、有效的制备途径和方法，以便实现既能够引入等离子体效应来提高材料的光响应能力，又能够采用简单方法制备特殊形貌的石墨相氮化碳纳米片复合型材料，以便增加对光能的吸收和利用，成为当前研究的难点和重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种光催化活性高、光响应范围广、光催化性能稳定、可重复利用性好的等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂，还提供了一种制备过程简单、操作简便、成本低的等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂的制备方法以及该等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂在处理抗生素废水中的应用，具有应用方法简单、成本低、对抗生素去除率高等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂，包括等离子体型氧化钨和石墨相氮化碳纳米片，所述等离子体型氧化钨附着在石墨相氮化碳纳米片表面；所述等离子体型氧化钨为W₁₈O₄₉。

上述的等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂中，进一步改进的，所述等离子体型氧化钨与所述石墨相氮化碳纳米片的质量比为1∶2～5。

上述的等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂中，进一步改进的，所述等离子体型氧化钨由纳米线构成，呈海胆型结构；所述等离子体型氧化物附着在石墨相氮化碳纳米片表面构成草地结构。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的等离子体型氧化钨修饰的石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将石墨相氮化碳纳米片与六羰基钨溶液混合，搅拌，得到前驱体混合液；