[发明专利]一种氧化钨水合物异相结光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种氧化钨水合物异相结光催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的氧化钨水合物异相结光催化剂，包括立方相的WOsubgt;3/subgt;·0.5Hsubgt;2/subgt;O和正交相的WOsubgt;3/subgt;·0.33Hsubgt;2/subgt;O；所述立方相的WOsubgt;3/subgt;·0.5Hsubgt;2/subgt;O和正交相的WOsubgt;3/subgt;·0.33Hsubgt;2/subgt;O的质量比为(0.14～0.95)：(0.05～0.86)。实施例结果表明，本发明提供的异相结光催化剂用于光催化分解水时，氢气生成量最高达到17μmol/h/g，具有较高的光催化活性和稳定性。

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水合物异相结光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

科学技术的快速发展给人类生活带来了日新月异的变化的同时，全球能源危机和环境污染问题也在日益严重，新型能源的开发和环境问题的有效治理已经刻不容缓。在探索各种新型能源中，太阳能一直被认为是当前世界上最清洁、可大规模开发利用的可再生能源之一。

光催化分解水制氢是利用太阳能制备燃料的最具挑战反应之一，其中光激发产生的电子和空穴的有效分离和迁移是提高光催化效率的关键。大多数催化剂虽然具备了分解水的可能性，但由于光生电子-空穴对的分离效率很低，光催化分解水反应的活性很低。因此，国内外学者在提高光催化光生电荷分离的效率方面做了大量的探索工作。构建“异质结”是常见的促进光生电子和空穴有效分离的方法之一。“异质结”指的是不同物质之间形成的界面区域，但由于是两种不同的物质，所以其形成的“结”并不太牢固，同时两种不同物质的晶格匹配度不高，电荷转移受到一定的阻碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化钨水合物异相结光催化剂及其制备方法和应用，所述氧化钨水合物异相结光催化剂具有较高的光催化活性和催化效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氧化钨水合物异相结光催化剂，包括立方相的WO₃·0.5H₂O和正交相的WO₃·0.33H₂O；

所述立方相的WO₃·0.5H₂O和正交相的WO₃·0.33H₂O的质量比为(0.14～0.95)：(0.05～0.86)。

优选的，所述立方相的WO₃·0.5H₂O的形貌为块状，所述立方相的WO₃·0.5H₂O的粒径为0.2～8.0μm。

优选的，所述正交相的WO₃·0.33H₂O的形貌为片状，所述正交相的WO₃·0.33H₂O的粒径为0.1～10μm。

本发明还提供了上述技术方案所述的氧化钨水合物异相结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将钨和过氧化氢溶液混合，依次进行氧化反应和第一水热反应，得到立方相的WO₃·0.5H₂O；

将所述立方相的WO₃·0.5H₂O和水混合，进行第二水热反应，得到氧化钨水合物异相结光催化剂。

优选的，所述过氧化氢溶液的质量浓度为25％～35％；

所述钨和过氧化氢溶液中的过氧化氢的摩尔比为1：(15～60)。

优选的，所述第一水热反应的温度为150～250℃，所述第一水热反应的时间为10～24h。