[发明专利]一种用于光电催化降解污染物的WO3

说明书

本发明公开一种用于光电催化降解污染物的WO₃/CdS/MoS₂复合薄膜的制备方法。该方法首先配制WO₃生长溶液，采用水热法经过退火处理在FTO导电玻璃上生长WO₃纳米棒薄膜，然后以WO₃纳米棒为基底，采用水热法在较低温度下负载一层CdS纳米球，之后采用水热法在WO₃/CdS纳米结构上负载一层片层状的MoS₂纳米薄膜，最终得到WO₃/CdS/MoS₂复合薄膜。所制备的复合薄膜提升了WO₃的可见光吸收，促进了光电催化性能的提高，制备方法简单易操作，整体成本低廉。

技术领域

本发明属于光电催化薄膜材料制备技术领域，具体为一种用于光电催化降解污染物的WO₃/CdS/MoS₂三元复合结构薄膜材料的制备方法。

背景技术

自1972年日本学者Fujishima和Honda报告了TiO₂光电极可以用作光电催化材料以来，半导体光电催化技术引起了全世界的研究兴趣。近年来，环境污染问题日益严重，半导体光电催化技术可以通过降解污染物有效地治理环境污染问题，使得半导体光电催化材料成为当前研究的热门领域之一。WO₃由于其优异的稳定性、可用性、无毒性和低价格的特点，WO₃已经成为一种有前景的光电阳极材料。然而，由于其较宽的带隙2.8eV，使其对可见光吸收率较低，导致太阳光的利用效率较低。因此，吸收可见光的新型光电极材料引起人们的广泛研究兴趣，特别是价格低廉的非金属光电极材料。

硫化镉(CdS)的禁带宽度为2.3～2.4eV，它足够高的价带完全可以实现空穴对有机污染物的降解，并且导带位置也有利于光生电子的还原，且其价带氧化电位位于2.4eV附近，可实现在可见光下分解水和降解有机污染物。因此，将WO₃和CdS两种半导体结合起来构建一种II型异质结是将WO₃的光响应拓宽到可见光区域和提高光生载流子分离的一个有效途径。同时，在WO₃/CdS构建的II型异质结的基础上复合一层窄带隙的MoS₂(约为1.8eV)可有效地继续拓宽光电极的可见光响应范围。并且，复合之后形成的WO₃/CdS/MoS₂三元复合结构薄膜材料还可以提高WO₃光电极材料的氧化还原能力，对于WO₃的降解污染物能力有了很大的提高。

发明内容

为了解决WO₃纳米棒在光电催化降解污染物方面的上述问题，本发明的目的在于提供一种光电催化降解污染物复合薄膜材料的制备方法，能够提升WO₃的光电催化降解污染物的性能。

为了达到上述目的，本发明提供光电催化降解污染物的WO₃/CdS/MoS₂三元复合结构薄膜材料的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：