[发明专利]一种粉末催化材料、薄膜催化材料、复合纳米催化材料的制备及应用

说明书

本发明公开了一种粉末催化剂能够催化光降解水中有机污染物马拉硫磷、亚甲基兰和苯并三唑的反应。同时公开了一种粉末催化材料的制备方法包括微乳液体系水热法、高温固相烧结法和盐助喷雾燃烧法，一种薄膜催化材料的制备方法包括射频磁控溅射法。本发明还公开了一种改性复合多孔催化材料的制备方法，制备得到BiOBr/DyNdSnMoO₈复合催化材料，可以用于光催化去除水体中的有机污染物马拉硫磷、亚甲基兰和苯并三唑。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域,更具体的说是涉及一种粉末催化材料、薄膜催化材料、复合纳米催化材料的制备及应用。

背景技术

当今世界迅猛发展，在给人们的生活增加了诸多的便利,促进了人类文明发展的同时,也给赖以生存的环境埋下了诸多隐患,给日益严峻的能源紧缺提出了沉重的挑战。为此，开发利用太阳能逐渐成为研究的热点，为解决环境和能源问题提供了解决的方案。其中，半导体光催化技术由于可直接将太阳能转化为电能或氢能,并且可以有效地将有机污染物分解而不产生二次污染,而受到广泛关注。其技术核心是获取具有高活性的、对可见光响应的半导体光催化材料。

自1972年Fujishima和Honda在n型半导体TiO₂电极上发现了光催化作用下可以分解水以来，TiO₂一直备受关注，其是一种功能多样、应用广泛的无机半导体材料，具有锐钛矿型、金红石型和板钛型。由于其化学性质稳定且无毒，因此，其在光催化降解、光催化裂解水、锂离子电池和染料敏化太阳能电池等领域都具有较好的应用前景。然而，TiO₂半导体在光催化应用中，由于光催化反应中光生电子与光生空穴容易复合，从而使光催化活性不高。为了克服以上的缺陷，研究者们对TiO₂进行了改性，并对其他可见光响应的半导体光催化剂进行了探究。

随着光催化的深入研究，研究者们对半导体光催化材料的要求也在不断的增加。尽管单一相半导体光催化剂,例如BiVO₄、Bi₂MoO₆、CdS、g-C₃N₄、Ag₃PO₄和CeO₂等单一的光催化剂，在深度和广度上的研究已经很多，对可见光具备良好的光响应，但是其在实际应用方面还具有一定的局限性。单一的半导体光催化剂己经不能满足其所在应用中的需求，人们对于复合光催化剂的要求和研究也在与日俱增。异质结光催化剂相较于单一相光催化剂具有的优点：可以进一步的拓展对电子结构的调控、拓宽光响应范围、有利于光生电子－空穴对的分离。基于以上优点，半导体异质结光催化剂有利于光催化性能的提高。因此，研究一种有效提高有机污染物降解效率的催化材料的制备方法及应用是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种粉末催化材料、薄膜催化材料、复合纳米催化材料的制备及应用，采用DyNdSnMoO₈粉末催化材料、DyNdSnMoO₈薄膜催化材料、BiOBr-DyNdSnMoO₈复合纳米催化材料经光催化去除水体中的有机污染物马拉硫磷、罗丹明B和苯并三唑的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种粉末催化材料的制备方法，制备方法为微乳液体系水热法，包括以下步骤：

(1)分别配置0.2mol/L的Dy(NO₃)₃、Nd(NO₃)₃、SnCl₄、(NH₄)₆Mo₇O₂₄溶液备用。

(2)(2.1)称取25mL步骤(1)中所得溶液在磁力搅拌的条件下混合，再加入0.5mol的十六烷基三甲基溴化铵搅拌，在搅拌的条件下，滴加异丙醇直到十六烷基三甲基溴化铵完全溶解得到混合液；