[发明专利]有机-无机复合光催化膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及有机‑无机杂化材料技术领域，公开了一种有机‑无机复合光催化膜及其制备方法和应用。该制备方法包括：将含有聚3‑己基噻吩的混合液I依次与改性导电炭黑和三氧化钨接触，然后将所得涂膜液均匀涂布后固化成膜，得到复合膜，接着将复合膜依次与硝酸银溶液和磷酸氢二钠溶液接触，通过光还原法得到固载有银/磷酸银的有机‑无机复合光催化膜。本发明通过聚3‑己基噻吩、三氧化钨、银/磷酸银以及硅烷偶联剂改性的导电炭黑之间的协同作用，能够显著提高对可见光的利用率和光催化降解效率，从而实现对水体中污染物的高效吸附。

技术领域

本发明涉及有机-无机杂化材料技术领域，具体涉及一种有机-无机复合光催化膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代工业的快速发展，全球生态污染问题变得越来越严重。全球平均每年生产将近700000-1000000吨的染料，而其中约有280000吨成为工业废水排出。工业染料废水由于其有机污染物含量高、水质变化快、色度深、水量大、难以生物降解等特点，其处理纯化过程也备受人们关注。

其中，通过光催化降解技术除去工业染料废水中的有机染料来降低其对环境的影响已经成为一个重要的研究领域。

金属氧化物半导体材料作为一种光催化材料，因其在有机污染物的降解上表现出优异的性能而受到大量研究者的关注。三氧化钨作为一种常见的金属氧化物半导体，具有优异的光化学稳定性，较合适的带隙宽度(2.5-3.5eV)，无毒且环保等优点而被广泛应用。

然而，纯三氧化钨存在量子产率低，光生电子-空穴对易复合等问题，使得纯三氧化钨的催化活性很低，极大地限制了其应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中三氧化钨光催化材料存在催化活性低的缺陷，提供一种有机-无机复合光催化膜及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种有机-无机复合光催化膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚3-己基噻吩与溶剂进行接触混合I以溶解，得到混合液I；所述聚3-己基噻吩与所述溶剂的用量质量比为1：6-12；

(2)将所述混合液I依次与改性导电炭黑和三氧化钨接触，得到涂膜液；所述改性导电炭黑为由硅烷偶联剂与导电炭黑经偶联反应而得到的，所述硅烷偶联剂与所述导电炭黑的用量质量比为1：20-50；

(3)将所述涂膜液涂布于基板上，得到涂布有涂膜液的基板，并在间隔0-3分钟后，将所述涂布有涂膜液的基板进行固化处理以得到复合膜；

(4)将所述复合膜依次与硝酸银溶液和磷酸氢二钠溶液接触，得到有机-无机复合膜；

(5)将所述有机-无机复合膜在紫外灯下光照处理10-40min，得到有机-无机复合光催化膜。

本发明第二方面提供由前述第一方面所述的有机-无机复合光催化膜的制备方法制备得到的有机-无机复合光催化膜。

本发明第三方面提供由第二方面所述的有机-无机复合光催化膜在降解有机污染物中的应用。

本发明通过聚3-己基噻吩、三氧化钨以及硅烷偶联剂改性的导电炭黑之间的协同作用，不但能够有效克服现有技术中三氧化钨量子产率低、电子-空穴对易复合等问题，显著提高光催化量子效率，还能够拓展光催化膜的光谱响应范围，提高对可见光的利用率，从而实现对水体中污染物的高效吸附，提高光催化降解效率。

附图说明

图1是本发明实施例1制得的有机-无机复合光催化膜的表面形貌扫描电子显微镜图；

图2是本发明实施例2制得的有机-无机复合光催化膜的表面形貌扫描电子显微镜图；

图3是本发明实施例3制得的有机-无机复合光催化膜的表面形貌扫描电子显微镜图；