[发明专利]一种三氧化钼/钼网光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化材料技术领域，提供了一种三氧化钼/钼网光催化剂及其制备方法和应用，本发明在水热反应下，利用双氧水将钼网上的钼原子以离子的形式析出，再以硫酸铵作为结构导向剂，在钼网上原位生长三氧化钼纳米颗粒，且三氧化钼纳米颗粒呈现花蕊状纳米结构。本发明制备的氧化钼/钼网光催化剂在用于光催化时，在可见光的辅助照射激发下，产生光生载流子捕获空气中的水分子以及氧气，将其转化为具有氧化性的活性物种羟基自由基和超氧自由基与甲醛分子发生反应，使其矿化，进而能够用于降解甲醛。并且，三氧化钼纳米颗粒呈现花蕊状纳米结构，能够提高活性位点，提高催化剂的光催化活性。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域，尤其涉及一种三氧化钼/钼网光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的发展，人类生活水平的提高，人们在室内活动的时间大大增加，室内空气质量(IndoorAirQuality，简称：IAQ)越来越受到国际科学界、政治机构、环境治理部门和个人的关注。室内挥发性有机物(VolatileOrganic Compounds，简称：VOCs)过高时会引起不同程度的健康问题。但其普遍存在，例如在室内装饰过程中，VOC主要来自油漆、涂料和胶粘剂、溶剂型脱模剂等，所以去除室内挥发性有机物的工作刻不容缓。其中，甲醛是一种常见的VOCs。室内甲醛超标对人体有严重危害：如：致敏作用、刺激作用和致突变作用。目前去除甲醛的手段主要有吸附技术法，吸收技术法，膜分离技术法，生物降解技术法和光催化技术法等。其中光催化法以其无污染，高效便捷等优势备受青睐。

MoO₃是一种典型的P型半导体，在受到光的激发下，价带的电子将转移到导带，而在价带则留下空穴。光生载流子分离之后与空气中的氧气和水分子反应产生活性物种，继而将甲醛矿化。但是目前将MoO₃作为催化剂时通常为催化剂粉末，易团聚，反而使得光催化剂的催化活性较低，且回收困难。为了解决此技术问题，现有技术中已有研究表明将MoO₃负载在载体上，以提高MoO₃的催化效果，但是此方案存在制备方法复杂的问题。比如中国专利CN112023915A公开了一种碳气凝胶负载三氧化钼催化剂的制备方法和产品及其应用，此方法需要先制备碳气凝胶，然后再在碳气凝胶上负载三氧化钼，制备方法复杂，成本较高。因此，亟需一种操作简单的三氧化钼光催化剂的制备方法，且制备得到的催化剂易回收、光催化活性高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三氧化钼/钼网光催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的制备方法操作简单，并且得到的三氧化钼/钼网光催化剂的光催化活性高，且易回收，能够作为光催化剂应用于光催化降解甲醛。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种三氧化钼/钼网光催化剂的制备方法，包括：将双氧水、硫酸铵和钼网混合，进行水热反应，得到三氧化钼/钼网光催化剂。

优选地，所述双氧水的质量浓度为0.10％～0.30％。

优选地，所述硫酸铵的质量与双氧水体积的之比为(0.050～0.300)g：(25～40)mL。

优选地，所述钼网的孔径为80～150目。

优选地，所述水热反应的温度为170～200℃。

优选地，所述水热反应的时间为10～13h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的三氧化钼/钼网光催化剂，包括钼网和负载在所述钼网表面的花蕊状纳米结构的MoO₃颗粒。

本发明还提供了上述技术方案所述的三氧化钼/钼网光催化剂在光催化降解甲醛中的应用。