CN110237838A - 一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法 - Google Patents

一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110237838A
CN110237838A CN201910370065.8A CN201910370065A CN110237838A CN 110237838 A CN110237838 A CN 110237838A CN 201910370065 A CN201910370065 A CN 201910370065A CN 110237838 A CN110237838 A CN 110237838A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxygen defect
preparation
tungsten oxide
light absorption
absorption type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910370065.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张红
宁小伟
王干
张亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201910370065.8A priority Critical patent/CN110237838A/zh
Publication of CN110237838A publication Critical patent/CN110237838A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30Tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39Photocatalytic properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明的目的在于通过一步法引入一种富含氧缺陷的WO3纳米片材料,将其用于光催化降解催化剂时,其表现出了良好的光降解性能。本发明提出的一种富含氧缺陷的WO3纳米片材料,其是通过在生成纳米片结构的同时与氧缺陷引入剂‑硝酸同步反应,也就是在生成纳米片的过程中,其表面上不断的引入氧缺陷,这些氧缺陷的引入,有利于该纳米片材料增强其光吸收性能,从而有利于其光降解性能的提升。

Description

一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法
技术领域
本发明涉及光催化材料的制备技术领域,具体的涉及一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法。
背景技术
氧化钨是一种重要的n型半导体,其主要应用于气体传感器、电致变色、光催化和电催化等领域。
完美的氧化钨是一种八面体构型,其中W处于八面体的中心,而O则处于八面体的8个顶点上。但在实际中,这样完美的八面体结构并不存在,其会存在一定的弯曲或扭转变形,这也就导致了存在一系列的钨氧化钨,如WO3、W18O49、W3O8以及W19O55等等。对于这些钨氧化钨,都有大量的研究,如WO3是一种非常稳定的氧化物,其能够在空气、酸性或碱性中稳定存在,且对其形貌的研究也具有广泛的基础,这使得其能够应用到很多的催化反应中,最常见的催化反应有HER(文献1:Tungsten Oxides for Photocatalysis,Electrochemistry,and Phototherapy,Adv. Mater. 2015;文献2:Noble-Metal-free Hybrid Membranes forHighly Efficient Hydrogen Evolution,Adv. Mater. 2017)。
最近研究人员发现,富含氧缺陷的纳米材料能够显著提升其反应性能,如其可以提高母体材料的光吸收范围,提高母体材料的导电性以及增加其催化活性等效果。这使得对于如何增加氧缺陷的研究具有显著的意义。当向氧化钨中引入大量的氧缺陷时,其也表现出了令人兴奋的效果。如天津大学宋佳佳等人研究的新型加氢催化剂,其使用了不同的氧化钨,并且通过引入氧缺陷,研究这些催化剂对链状烯烃、环状烯烃和芳香硝基化合物的加氢性能,从最终结论来看,引入了氧缺陷的催化剂,更加有利于分子氢的活化。而中国科学技术大学的曾杰教授课题组在专利CN106824190A中提出了一种WO3-x纳米催化剂的制备,其通过超声剥离制备了氧化钨纳米材料,并将其用于电解水产氢反应中,表现出了接近商业Pt/C催化剂的性能。
虽然现在对于氧化钨中引入氧缺陷已经有很多的研究,但是这些方法都或多或少存在步骤复杂,氧缺陷引入含量的不够高等等问题,为此,本发明的目的在于通过一步法引入一种富含氧缺陷的WO3纳米片材料,将其用于光催化降解催化剂时,其表现出了良好的光降解性能。
发明内容
如上,本发明的目的在于通过一步法引入一种富含氧缺陷的WO3纳米片材料,将其用于光催化降解催化剂时,其表现出了良好的光降解性能。本发明提出的一种富含氧缺陷的WO3纳米片材料,其是通过在生成纳米片结构的同时与氧缺陷引入剂-硝酸同步反应,也就是在生成纳米片的过程中,其表面上不断的引入氧缺陷,这些氧缺陷的引入,有利于该纳米片材料增强其光吸收性能,从而有利于其光降解性能的提升。
为了使本领域技术人员清楚了解本发明的技术方案,现对本发明的技术方案进行如下详细说明。
一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,主要包括以下几步:
第一步,称取适量的六氯化钨,将其溶解在乙醇和二甲苯的混合溶剂中,充分搅拌,直至混合均匀;
第二步,向混合均匀的混合液中再加入适量的PVP和硝酸,继续搅拌至均匀;
第三步,将步骤二中搅拌均匀的混合液转移到水热反应釜中,然后密封,在180-220℃下反应15-20h;
第四步,反应结束后,去除反应釜自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤悬浮在反应釜中的产物3次,之后,烘干研磨就可使用。
优选的,本发明第一步中,由于需要加入二甲苯,需要将磁力搅拌设备放置在通风橱中进行反应原料的配制,加入六氯化钨后,随着搅拌时间的延长,溶液颜色由黄色后变为深蓝色。
优选的,本发明第一步中,六氯化物和乙醇的质量体积比为0.1-0.2:30-50;且其中乙醇和二甲苯的体积比为1:0.05-0.1。
优选的,本发明第二步中,PVP的用量为六氯化钨的5-10倍,硝酸的加入量为总溶剂体积的1-5%。
优选的,本发明第二步中,使用K30的PVP。
优选的,本发明第三步中,优选的反应温度为185-200℃,反应时间为16-18h。
优选的,本发明第四步中,乙醇和去离子水的混合溶剂中,其体积比为任一体积比,优选的体积比为1:1。
优选的,本发明制备的富含氧缺陷WO3纳米片的长度在微米级。
此外,本发明还提出,将制备得到的富含氧缺陷WO3纳米片应用于光催化降解领域。优选的,用于降解亚甲基蓝。
本发明取得的有益技术效果主要有以下几方面,通过调控反应条件,通过一步水热法制备出了富含氧缺陷的WO3纳米片,这在本领域具有重要的意义,而且该纳米片材料,由于氧缺陷的引入,使得其光吸收性能有了很大的提升。
附图说明
图1 本发明制备的富含氧缺陷的WO3纳米片;
图2本发明制备的富含氧缺陷的WO3纳米片用于亚甲基蓝降解试验测试图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术内容进行详细的说明,但需要说明的是,这仅仅是一些示列性说明,并不能构成对本发明的限制,任何不脱离本发明构思的细小改变,都属于本发明所要保护的内容。
实施例1
称取0.15g的六氯化钨,将其在通风橱中,用磁力搅拌器溶解在配置好的40mL乙醇和二甲苯混合溶液中(体积比为1:0.05),经过一段时间搅拌后,待混合液颜色变为深蓝色后,再向其中缓慢加入1.0g的PVP和1mL的硝酸,继续搅拌,然后将混合液转移到水热反应釜中进行水热反应,反应温度为200℃,反应时间为16h,反应结束后,自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤,再经过常规洗涤干燥就可以用于后续使用。
实施例2
称取0.15g的六氯化钨,将其在通风橱中,用磁力搅拌器溶解在配置好的40mL乙醇和二甲苯混合溶液中(体积比为1:0.05),经过一段时间搅拌后,待混合液颜色变为深蓝色后,再向其中缓慢加入1.0g的PVP和1mL的硝酸,继续搅拌,然后将混合液转移到水热反应釜中进行水热反应,反应温度为190℃,反应时间为17h,反应结束后,自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤,再经过常规洗涤干燥就可以用于后续使用。
实施例3
称取0.5g的六氯化钨,将其在通风橱中,用磁力搅拌器溶解在配置好的80mL乙醇和二甲苯混合溶液中(体积比为1:0.1),经过一段时间搅拌后,待混合液颜色变为深蓝色后,再向其中缓慢加入3.0g的PVP和2mL的硝酸,继续搅拌,然后将混合液转移到水热反应釜中进行水热反应,反应温度为200℃,反应时间为16h,反应结束后,自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤,再经过常规洗涤干燥就可以用于后续使用。
实施例4
称取0.15g的六氯化钨,将其在通风橱中,用磁力搅拌器溶解在配置好的40mL乙醇和二甲苯混合溶液中(体积比为1:0.1),经过一段时间搅拌后,待混合液颜色变为深蓝色后,再向其中缓慢加入1.0g的PVP和1mL的硝酸,继续搅拌,然后将混合液转移到水热反应釜中进行水热反应,反应温度为200℃,反应时间为16h,反应结束后,自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤,再经过常规洗涤干燥就可以用于后续使用。
实施例5
称取0.3g的六氯化钨,将其在通风橱中,用磁力搅拌器溶解在配置好的40mL乙醇和二甲苯混合溶液中(体积比为1:0.05),经过一段时间搅拌后,待混合液颜色变为深蓝色后,再向其中缓慢加入1.5g的PVP和1.5mL的硝酸,继续搅拌,然后将混合液转移到水热反应釜中进行水热反应,反应温度为185℃,反应时间为18h,反应结束后,自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤,再经过常规洗涤干燥就可以用于后续使用。
本发明中使用高压氙灯做光源进行光降解试验,其中,使用可见光反射片得到全光谱光照,使用紫外滤光片得到紫外光,并采用紫外分光光度计不断检测有机物的浓度变化。

Claims (8)

1.一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:主要包括以下几步,
第一步,称取适量的六氯化钨,将其溶解在乙醇和二甲苯的混合溶剂中,充分搅拌,直至混合均匀;
第二步,向混合均匀的混合液中再加入适量的PVP和硝酸,继续搅拌至均匀;
第三步,将步骤二中搅拌均匀的混合液转移到水热反应釜中,然后密封,在180-220℃下反应15-20h;
第四步,反应结束后,去除反应釜自然冷却至室温,然后使用去离子水和乙醇混合液洗涤悬浮在反应釜中的产物3次,之后,烘干研磨就可使用。
2.根据权利要求1所述的一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:所述第一步中,由于需要加入二甲苯,需要将磁力搅拌设备放置在通风橱中进行反应原料的配制,加入六氯化钨后,随着搅拌时间的延长,溶液颜色由黄色后变为深蓝色。
3.根据权利要求1所述的一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:所述第一步中,六氯化物和乙醇的质量体积比为0.1-0.2:30-50;且其中乙醇和二甲苯的体积比为1:0.05-0.1。
4.根据权利要求1所述的一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:所述第二步中,PVP的用量为六氯化钨的5-10倍,硝酸的加入量为总溶剂体积的1-5%。
5.根据权利要求1所述的一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:所述第二步中,使用K30的PVP。
6.根据权利要求1所述的一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:所述第三步中,优选的反应温度为185-200℃,反应时间为16-18h。
7.根据权利要求1所述的一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法,其特征在于:所述第四步中,乙醇和去离子水的混合溶剂中,其体积比为任一体积比,优选的体积比为1:1。
8.根据权利要求1-7任一项所得的富含氧缺陷WO3纳米片,其长度在微米级。
CN201910370065.8A 2019-05-06 2019-05-06 一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法 Pending CN110237838A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910370065.8A CN110237838A (zh) 2019-05-06 2019-05-06 一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910370065.8A CN110237838A (zh) 2019-05-06 2019-05-06 一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110237838A true CN110237838A (zh) 2019-09-17

Family

ID=67883696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910370065.8A Pending CN110237838A (zh) 2019-05-06 2019-05-06 一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110237838A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110743535A (zh) * 2019-11-28 2020-02-04 湖南大学 一种氧化钨同质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN111495355A (zh) * 2020-04-26 2020-08-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种具有可见光区LSPR吸收的WO3-x光催化剂及制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101805023A (zh) * 2010-04-01 2010-08-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种氧化钨纳米片的制备方法
CN103030179A (zh) * 2013-01-08 2013-04-10 江苏大学 水热法制备三氧化钨纳米片及其应用
CN103801292A (zh) * 2012-11-02 2014-05-21 财团法人工业技术研究院 光触媒材料及其制造方法
CN105498748A (zh) * 2015-11-25 2016-04-20 南阳师范学院 一种钨氧化物纳米片及其制备方法和催化应用
CN105668638A (zh) * 2016-01-18 2016-06-15 郑州轻工业学院 一种纳米材料及其制备方法和应用
CN106824190A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 中国科学技术大学先进技术研究院 一种WO3‑x纳米催化剂及其制备、应用
WO2018011832A1 (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社アンディーン 可視光活性光触媒酸化タングステン化合物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101805023A (zh) * 2010-04-01 2010-08-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种氧化钨纳米片的制备方法
CN103801292A (zh) * 2012-11-02 2014-05-21 财团法人工业技术研究院 光触媒材料及其制造方法
CN103030179A (zh) * 2013-01-08 2013-04-10 江苏大学 水热法制备三氧化钨纳米片及其应用
CN105498748A (zh) * 2015-11-25 2016-04-20 南阳师范学院 一种钨氧化物纳米片及其制备方法和催化应用
CN105668638A (zh) * 2016-01-18 2016-06-15 郑州轻工业学院 一种纳米材料及其制备方法和应用
WO2018011832A1 (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社アンディーン 可視光活性光触媒酸化タングステン化合物
CN106824190A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 中国科学技术大学先进技术研究院 一种WO3‑x纳米催化剂及其制备、应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110743535A (zh) * 2019-11-28 2020-02-04 湖南大学 一种氧化钨同质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN110743535B (zh) * 2019-11-28 2020-12-04 湖南大学 一种氧化钨同质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN111495355A (zh) * 2020-04-26 2020-08-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种具有可见光区LSPR吸收的WO3-x光催化剂及制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zielińska et al. The pH influence on photocatalytic decomposition of organic dyes over A11 and P25 titanium dioxide
CN106955718B (zh) 一种ZnS/Bi2O3异质结分子印迹光催化膜及制备方法和用途
CN110237838A (zh) 一种氧缺陷增强光吸收型氧化钨材料的制备方法
Sannino et al. Innovative structured VOx/TiO2 photocatalysts supported on phosphors for the selective photocatalytic oxidation of ethanol to acetaldehyde
CN109248680A (zh) 一种低能耗化学场驱动的有机污染物降解催化剂及其应用
CN109876827A (zh) 双Z型单异质结CuO/WO3/CdS光催化剂及其制备方法和应用
CN108927157B (zh) Cu2O/{001}TiO2复合催化剂的制备方法及其对氨气动态净化的应用
CN106076384A (zh) 一种三元复合光催化材料及其制备方法和用途
CN113956135B (zh) 一种高产率的4,4′-联苯二酚的制备方法
CN107185541A (zh) 一种蒽醌加氢催化剂及其制备方法
CN109833862A (zh) 一种还原氧化石墨烯/二氧化钛双层壳空心球复合光催化材料的制备方法
CN106824227A (zh) 一种In2S3/Zn2GeO4复合可见光催化剂的制备方法及应用
CN107224982A (zh) 用于还原脱氯材料的Cu/Pd合金修饰TiO2催化剂的制备方法
CN107417503A (zh) 一种利用太阳光氧化芳香醇制取芳香醛的方法
CN105148944A (zh) 一种可见光催化剂及制备方法
Hekmatshoar et al. Using ZnO based on Bentonite as a nano photocatalyst for degradation of Acid Red 114 in synthetic wastewater
CN106694013A (zh) 海泡石‑碱式碳酸铋催化剂及其在处理有机废水中的应用
CN106582758A (zh) 层级纳米结构Bi2O3/(BiO)2CO3的制备
CN106745481A (zh) 一种基于二级组装石墨烯/p25复合薄膜的连续光催化方法
CN105854904B (zh) 一种CdSe/Al2TiO5复合光催化剂及其制备方法和应用
CN109046231B (zh) 一种超声波辅助水热合成法制备介孔硅酸铜铋纳米复合材料的方法及应用
CN104923227B (zh) 一种较高稳定性的丙烷脱氢制丙烯催化剂及其制备方法
CN106986776A (zh) 一种利用光催化实现胺类化合物n‑甲基化的方法
CN108671910B (zh) 一种钯铂合金纳米溶胶催化剂及其制备方法
CN108440576B (zh) 一种杂化铜碘簇及其光催化降解染料的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190917