[发明专利]一种热驱动催化剂及其应用

权利要求书

1.一种热驱动催化剂，其特征在于：由化学式为W₁₈O₄₉的氧化钨纳米线和附着在氧化钨纳米线表面的钨量子点所构成的复合结构组成；所述氧化钨纳米线的直径为50-200 nm，所述钨量子点的尺寸为1-10 nm；所述热驱动催化剂由以下步骤制备而成：首先，通过化学溶液法或物理蒸镀法合成化学式为W₁₈O₄₉的氧化钨纳米线；然后，在真空环境、有惰性气体保护的缺氧环境或者还原气氛中，高温加热氧化钨纳米线，使氧化钨纳米线的表面发生分解反应或者还原反应，释放出氧，于是在氧化钨纳米线的表面形成钨量子点，得到所述热驱动催化剂。

2.根据权利要求1所述的热驱动催化剂，其特征在于：所述热驱动催化剂可吸收红外辐射或者以热传递的方式吸收外界热量，并将所吸收的热量用于驱动催化水溶液中有机物的降解反应。

3.根据权利要求2所述的热驱动催化剂，其特征在于：所述热驱动催化剂在无光环境下，可持续吸收外界热量以驱动催化水溶液中有机物的降解反应。

4.根据权利要求1所述的热驱动催化剂，其特征在于：具体由以下步骤制备而成：

（1）将钨舟接入真空热蒸发镀膜机的蒸发电极，并往钨舟内加入钨粉，再将衬底放置于距离钨舟2~100毫米处；

（2）开启机械泵对真空镀膜腔体进行抽真空 20分钟；

（3）往真空镀膜腔体内通入氧气和惰性气体，等腔体内压强稳定后，保持20分钟；

（4）持续往真空镀膜腔体内通入氧气和惰性气体，打开热蒸发电源，加热钨舟至1100℃，然后保温20分钟，使钨粉氧化、升华为气相氧化钨，接着在衬底上生长出化学式为W₁₈O₄₉的固相氧化钨纳米线；

（5）进行降温处理，同时持续往真空腔室内通入惰性气体，待氧化钨纳米线冷却至室温后，打开真空镀膜腔体，取出镀有氧化钨纳米线的衬底备用；

（6）将镀有氧化钨纳米线的衬底放置在一真空腔体内的加热台上，真空腔体内为无氧气且有惰性气体保护的环境，加热镀有氧化钨纳米线的衬底至1600℃，保温20分钟后，再进行降温处理，最终得到生长在衬底上的所述热驱动催化剂。

5.权利要求1-4任一项所述的热驱动催化剂在催化降解有机污染物中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：将所述热驱动催化剂添加到含有有机染料的水溶液中，在无光环境下，使所述热驱动催化剂催化有机染料的降解反应。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：将所述热驱动催化剂添加到含有有机染料的水溶液中，在红外光照射下，使所述热驱动催化剂催化有机染料的降解反应。