[发明专利]一种WO3纳米线及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种WO₃纳米线及其制备方法与应用。本发明公开了一种WO₃纳米线。本发明中，具有氧缺空位的非化学计量三氧化钨(W₁₈O₄₉)无毒，良好的化学稳定性，能更高效的吸收可见光和近红外光，具备较高的可见光催化活性，且W₁₈O₄₉直径小，可以组装孔径更小的高性能膜。另外，将钨酸与有机溶剂进行混合并超声处理，使得有机溶剂进入钨酸的层间，然后剥离剂通过中和反应除去过量的有机溶剂，在溶剂热的反应下，剥离剂进一步与钨酸层间的有机溶剂发生反应，剥离钨酸，使得钨酸剥离成更高浓度的WO₆，有利于成核，并使得钨酸沿着一维方向结晶成超长超细的纳米线。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种WO₃纳米线及其制备方法与应用。

背景技术

日益严重的水资源短缺和水环境污染影响人民生活并且成为制约社会经济可持续发展的主要因素。膜分离技术是一种新兴的高效分离净化技术，在水处理领域有着无可比拟的优势。目前广泛使用的聚合物膜容易吸附有机污染物从而导致滤孔堵塞，导致水通量降低以及消耗更多的能源从而提高水处理成本；而且聚合物膜只能浓缩污染物需要进一步的后处理来清除污染物。相对于聚合物膜，无机光催化陶瓷膜具有更优异的热、化学和机械稳定性，同时兼具光催化降解污染物的功能近年来引发广泛关注。

目前无机光催化膜用在水处理中的主要是二氧化钛相关的光催化膜，可以有效的防止滤孔堵塞，同时具备杀菌，吸附重金属，降解污染物等多种优点。但是常用的二氧化钛纳米线的直径较大(100nm左右)，目前只能组装到孔径50纳米的超滤膜，分离效率有限，只能过滤细菌和一些尺寸比较大的污染物，以及吸附少量的有机污染物，制约了其进一步的应用。而1-10纳米的纳滤膜就可以有效地截流住有机污染物，并且通过光催化的方法降解有机污染物，防止污染物堆积堵塞膜孔，造成膜污染。1-10纳米的纳滤膜还可以截流离子，用于海水淡化。想要得到孔径小于10纳米甚至1纳米的无滤孔堵塞的无机光催化膜，必须要合成微米长度且直径3纳米以下超细纳米线。

发明内容

本发明提供了一种WO₃纳米线及其制备方法与应用，解决了二氧化钛纳米线的直径较大，且只能利用紫外光催化处理污染物的问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种WO₃纳米线，所述W₁₈O₄₉纳米线的直径为1～10nm，优选为3nm，长度为0.5～10μm，优选为1.5μm。

三氧化钨类材料具有无毒，良好的化学稳定性，以及有相对窄的带隙可以利用波长小于450nm可见光等优点，而具有氧缺空位的非化学计量三氧化钨(W₁₈O₄₉)能更高效的吸收可见和近红外光，具备较高的可见光催化活性，且W₁₈O₄₉直径小，可以组装孔径更小的高性能膜。

所述W₁₈O₄₉纳米线由以下制备方法制得：

步骤1：将所述钨酸与有机溶剂进行混合，超声处理，得到钨酸混合物；