[发明专利]一种无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料及其制备和应用

说明书

一种无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料及其制备和应用，本发明涉及一种催化材料及其制备和应用。本发明的目的是为了解决目前多金属氧酸盐催化降解难以降解的有机物时催化效率低的问题，本发明通过共晶的方法合成复合材料Cosubgt;2/subgt;Cosubgt;4/subgt;(SiWsubgt;10/subgt;Osubgt;37/subgt;)subgt;2/subgt;/Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的合成，表征及其对甲基橙溶液的降解。探索了不同合成pH条件对多金属氧酸盐和复合材料的影响，确定了复合材料最佳的合成条件。光催化实验结果表明，该复合材料在pH为1，甲基橙的浓度为10mg/L时对目标染料呈现出最佳的催化效果，在光催化反应后，甲基橙降解率可达76.2％。本发明应用于污水处理领域。

技术领域

本发明涉及一种无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料及其制备和应用。

背景技术

变电站作为电力传输过程中的重要部分，广泛分布于城市及乡村等电力系统重要节点。有人值守型变电站，在日常的运行及生产生活过程中，会有污水产生，污水中所含污染物一般较为复杂，随意排放必将影响到变电站周边生态环境。因此，妥善的处理变电站污水是“碳达峰、碳中和”不可避免的问题之一。

目前，对于废水的处理，主要是采用沉降、吸附、过滤等传统手段，就变电站而言，传统处理手段笨拙，且占地面积大、使用效率低、仅适用于大量废水处理。对于变电站这种废水产量小，位置偏僻的情况不能完全适用。因此开发出一种适用于变电站的污水处理方式极其重要。

多金属氧酸盐(POMs)作为一种发展了一百多年的无机材料，已经在很多领域被广泛应用。近年来，随着光催化领域研究的深入，多金属氧酸盐在太阳光利用方面也取得了一定的进展。但纯多金属氧酸盐用于光催化时，由于带隙宽度等因素影响，导致其光生空穴和光生电子猝灭速度过快，影响催化效率。在降解难降解有机物时，存在降解效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前多金属氧酸盐催化降解难以降解的有机物时催化效率低的问题，提出一种无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料及其制备和应用。

本发明一种无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料由多金属氧酸盐Co₂Co₄(SiW₁₀O₃₇)₂和纳米材料α-Fe₂O₃组成。

一种无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料的制备方法为：一、将γ-SiW₁₀加入水中，溶解后得到溶液A，然后向溶液A中加入Co(NO₃)₂，调节pH值，充分反应后，离心分离，将固相物用乙醇洗样，得到多金属氧酸盐Co₂Co₄(SiW₁₀O₃₇)₂；二、将多金属氧酸盐Co₂Co₄(SiW₁₀O₃₇)₂与α-Fe₂O₃溶解于水中，然后进行蒸发结晶，得到无机结构硅钨系多金属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料 Co₂Co₄(SiW₁₀O₃₇)₂/Fe₂O₃。

一种无机结构硅钨系多金-属氧酸盐掺杂三氧化二铁复合纳米催化材料应用于光催化降解水中有机污染物。