介孔納米鉬負載三氧化鎢光催化劑

光催化作為一種新型的廢水處理技術在有機廢水的深度處理方面已顯示出廣闊的應用前景,這種方法對有機物的降解幾乎無選擇性,能徹底礦化有機污染物,無二次污染,設備簡單,投資少, 效果好。

研究發現,鎢系催化劑具有良好的催化性能,其中又以三氧化鎢WO3最受歡迎,WO3的能帶帶隙較窄(2.4eV‑2.8eV),能夠充分利用可見光,但其氧化還原能力較弱,通過改變WO3結構和負載其他金屬可進一步提高光回應範圍及光催化性能。

介孔納米鉬負載三氧化鎢光催化劑圖片

例如:介孔結構光催化劑具有比表面積大和孔道有序的特點,在光催化氧化過程中可以減少光生電子和電子空穴的複合,有效提高光催化活性。有學者認為,採用具有大比表面積和有序孔道的介孔納米鉬負載三氧化鎢可大幅提升光催化劑的最終催化效果。

製備介孔納米鉬負載三氧化鎢光催化劑需包括以下步驟:

1)介孔三氧化鎢的製備,用m‑WO3來表示介孔三氧化鎢:

取1.0g的自製KIT‑6作為矽基範本溶於60mL的乙醇中,以500rpm的轉速的磁力攪拌器處理 0.2h,再向溶液中加入3.0g的磷鎢酸,繼續攪拌1.5h,然後在20℃把溶劑蒸幹得到白色粉末。把得到的產品放到馬弗爐裡在500℃條件下焙燒4.5h。用2mol/L的HF把矽基板去除,然後過濾得到產品,再用去離子水和乙醇混合液洗滌1次,過濾,在105℃乾燥0.6h得到產品m‑WO3,準備待用。

2)鉬溶膠的製備:

取2g鉬酸銨溶於20mL的去離子水中,以500rpm的轉速的磁力攪拌器處理0.2h,然後向溶液中滴加加2mL 3mol/L的鹽酸,繼續攪拌1.5h,製備好溶液待用。

3)介孔鉬負載三氧化鎢上的製備,用m‑Mo/WO3來表示介孔鉬負載三氧化鎢:

取1mL的鉬溶膠導入50mL的燒杯中,在500rpm的轉速的磁力攪拌器處理的條件下,加入1g的m‑WO3,繼續攪拌1.5h。再把混合液移入到高壓反應釜中在175℃條件下晶化10h,自然條件下冷卻至室溫,最後過濾,用去離子水和乙醇分別洗滌1次,75℃條件下乾燥1.5h,得到目的產品m‑Mo/WO3

介孔納米鉬負載三氧化鎢光催化劑通過改變催化劑的結構提高其光催化性能,鉬負載中孔三氧化鎢能夠用有效的利用可見光,拓展了三氧化鎢的光回應範圍,使其能夠快速、有效的降解含酚廢水,回收率高,不造成二次污染,是一種綠色的光催化劑。

 

 

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