[发明专利]一种多元Cu2O@CQDs/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途

说明书

本发明属于环境材料制备技术领域，提供了一种多元Cu₂O@CQDs/Bi₂WO₆复合光催化剂的制备方法及用途。该制备方法步骤如下：步骤1、桃花前驱体处理；步骤2、生物质碳量子点的制备；步骤3、Bi₂WO₆的制备；步骤4、CQDs/Bi₂WO₆的制备；步骤5、Cu₂O前驱体的制备步骤6、Cu₂O@CQDs/Bi₂WO₆的制备。碳材料具有良好的导电性，同时碳量子点具有上转换效应，碳量子点的引入与Bi₂WO₆的协同作用并且负载氧化亚铜窄带隙半导体，极大地提高了光催化效果，使得本发明制备的三元复合光催化剂Cu₂O@CQDs/Bi₂WO₆具有良好的光催化活性。

技术领域

本发明属于环境材料制备技术领域，具体涉及一种多元Cu₂O@CQDs/Bi₂WO₆复合光催化剂的制备方法及用途。

背景技术

环境污染和能源短缺是近十年来世界上两个热点问题。有机污染物和有毒污染物对人体健康有害，阻碍可持续健康发展，特别是由于医药行业快速发展和现代医疗技术的迅速发展而导致的特殊抗菌药物污染现已成为公共卫生机构的重大危机。光催化技术作为降解各种抗生素污染物的最有前途的解决方案之一，光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术，从Fujishima等于1972年发表了TiO₂单晶电解水制氢的研究论文后,光催化反应引起化学、物理、材料、环境保护等领域许多学者的重视.近十多年来,各国的环境科学工作者以半导体为催化剂的光催化技术处理方法,对印染废水处理的可行性进行了大量研究。从研究结果和现状来看,该方法对单一染料和实际印染废水处理的效果已被公认。这主要是由于光催化氧化法具有很强的氧化能力，最终使有机污染物完全氧化分解。光催化法具有结构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染等优点。

基于半导体的多相光催化已经收到各界研究者的广泛关注,因为它是一种可以将水分解成氧气和氢气的绿色技术，在日光照射下彻底消除各种污染物、细菌和病毒，有利于世界能源和环境问题改善。半导体光催化剂包括金属氧化物，硫化物，卤化物，有机金属配合物和其他无金属光催化剂，如二氧化钛，氧化铁，氧化锌，硒化镉和石墨碳氮化物等各种半导体已被广泛研究和利用在许多光催化应用中，有机污染物的降解，CO₂的光催化转化和水的光催化分解以产生H₂。

根据能带理论，半导体能带是由充满电子且能量较低的价带(VB)和能量较高的空的导带(CB)构成，在导带和价带之间的区域则被称为禁带，禁带宽度的大小是影响半导体材料光催化性质的重要因素。由于半导体的能带是不连续的，当其受到等于或大于禁带宽度(Eg)的能量激发时，价带上能量较低电子吸收能量被激发跃迁到导带，形成带负电的电子。同时，在价带留下带正电的空穴，生成电子-空穴对。在一定条件下光生电子-空穴与半导体表面的H₂O，O₂等作用产生活性很强的·OH，·O₂^-自由基。这些活性自由基通过与污染物分子的相互作用，能够将其分解为无害、无毒小分子化合物甚至完全矿化。