[发明专利]一种铂-二氧化钛/磷钨酸复合膜的制备方法及应用

说明书

一种铂‑二氧化钛/磷钨酸复合膜的制备方法及应用，涉及一种铂‑二氧化钛/磷钨酸复合膜的制备方法及应用。目的是解决光催化处理废水过程中贵金属易被氧化而失活的问题。四异丙氧基钛与异丙醇混合并搅拌得到A溶液，H₃PW₁₂O₄₀溶解于异丙醇中得到B溶液；将氯铂酸溶解于异丙醇中得到C溶液；B溶液和C溶液滴入到A溶液得到混合液D，加入水解抑制剂并调节pH值，得到溶胶后进行水热处理，溶胶旋涂和陈化。铂‑二氧化钛/磷钨酸复合膜作为催化剂在氯酚化合物光催化降解中的应用。本发明复合膜能够提高太阳光利用率、增强量子效率和增强催化性能，复合膜能够循环使用。本发明适用于铂‑二氧化钛/磷钨酸复合膜制备。

技术领域

本发明涉及光催化领域，尤其涉及一种铂-二氧化钛/磷钨酸复合膜的制备方法及应用。

背景技术

氯酚化合物作为原材料被广泛应用于化工产业中，目前在世界各国地表水中多有发现。氯酚化合物稳定的C-Cl键和共轭结构，使得其具有内分泌干扰性和潜在的致癌毒性，已被多个国家列为优先控制污染物名单。传统对氯酚化合物的处理方法，如吸附法，只是单纯地将氯酚化合物从水中转移到吸附剂上，并未对氯酚化合物进行任何降解，吸附剂使用后含有大量氯酚化合物，还需要增加洗脱工艺以使得吸附剂重复利用，洗脱掉的污染物还也需要进一步降解处理，否则将对环境产生二次吸附剂的污染，没有从根本上解决氯酚化合物污染问题。另外，氯酚化合物的毒性与其Cl取代基的数量和位置有密切关系，且氯酚化合物降解过程多会产生一些毒性更高的副产物，会抑制生物法对氯酚化合物的去除作用。因此，亟待发展一种高效深度处理技术用于氯酚化合物去除。

半导体二氧化钛(TiO₂)在光催化处理废水中表现出优异的性能，在光照下，TiO₂价带电子(e^-)能够激发跃迁至导带，在原来价带位置留下空穴(h⁺)，电子和空穴分别同水或者氧反应，产生羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O₂^-)、过氧化羟基自由基(HO₂·)等，这些高活性基团能够将有机污染物有效降解。TiO₂为n型半导体，其带隙为3.2eV，只能被波长小于320nm的紫外光激发，然而紫外光仅占太阳光的4～5％。贵金属纳米粒子具有表面等离子体共振效应(SPR)，当入射光照射到贵金属纳米颗粒时，其表面形成一种振荡电场，可使贵金属纳米颗粒中的自由传导电子集体振荡，这种较强的局域电磁场能够极大地提高邻近半导体的光吸收，实现催化剂可见光吸收，更有利于太阳光的利用。同时，贵金属可以与TiO₂二者之间生成肖特基结，使得光生电子和空穴对更有效分离，从而大大提高量子效率(量子效率＝光生电子-空穴对数/入射光子数)。

常见的贵金属有金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)等，与其他贵金属材料相比较，Pt与TiO₂复合之后，其可见光吸收增强效应最佳，且二者之间形成的肖特基结最高。然而，大多学者研究发现贵金属易被氧化而失活，成为实际应用的瓶颈问题。近年来，添加模板剂以制备具有核壳结构贵金属复合型催化剂能够保护贵金属活性，被广泛研究，然而贵金属的光吸收同时被阻挡，催化性能减弱。

发明内容

本发明为了解决现有光催化处理废水过程中贵金属易被氧化而失活的问题，提出一种铂-二氧化钛/磷钨酸复合膜的制备方法及应用。

本发明铂-二氧化钛/磷钨酸复合膜的制备方法按以下步骤进行：

一、将四异丙氧基钛与异丙醇混合并搅拌得到A溶液；所述四异丙氧基钛与异丙醇的体积比为1:(1～3)；