[发明专利]一种TiO2/CsxWO3复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种TiO₂/Cs_xWO₃的复合光催化剂及其制备方法。通过二步溶剂热法制备出TiO₂/Cs_xWO₃(x＝0.2～0.4)。本发明中的TiO₂/Cs_xWO₃复合材料具有稳定，均匀的复合形貌，TiO₂纳米粒子均匀地分布在Cs_xWO₃微球的表面。本发明中的Cs_xWO₃/TiO₂复合材料具有良好的光催化活性，其催化活性在TiO₂单体的基础上有了显著的提升。在2小时人造可见光源的照射下降解罗丹明B染料，降解率达到80％。该材料具有良好的光催化活性，制备工艺简单、绿色环保，在工业污水处理领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种TiO₂/Cs_xWO₃的复合光催化剂及其制备方法。通过二步溶剂热法制备出TiO₂/Cs_xWO₃(x＝0.2～0.4)。该材料具有良好的光催化活性，制备工艺简单、绿色环保，在工业污水处理领域具有很大的应用前景。

背景技术

随着工业化的发展，水污染的问题和能源危机已变得越来越严重。传统的污水处理方法已经满足不了人们的要求。寻找出一种清洁，高效，节能环保的污水处理方法，成了人们研究的热点方向。

自1972年首次发现TiO₂具有光催化活性以来，光催化技术的研究一直是材料领域的热点方向。光催化技术凭借其节能环保、无二次污染等优点为污水的处理提供了一个非常好的解决途径。半导体光催化材料可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能处理空气中或者水中有毒有害物质，改善环境，达到资源利用生态化的目的。目前，各种不同的半导体光光催化剂材料被广泛研究，如ZnO，g-C₃N₄等，但是TiO₂凭借其材料来源广泛，价格低廉，无生物毒性等优点成为光催化研究的主要材料，并且开发出多种产品应用于实际生活中。

但是,TiO₂光催化剂也存在着一些缺陷，例如，其光响应范围较窄，只能吸收太阳光中的紫外光，同时其量子效率偏低，并且光生电子-空穴复合速率高，这些都阻碍了其进一步的发展与应用。在这种背景下，如何提高TiO₂的量子效率和扩展其光响应范围，成了TiO₂光催化剂的研究重点。至今为止，多种方法已经被用来提高其量子效率和扩展其光响应范围，如：金属离子掺杂和非金属离子掺杂、半导体复合等。但是，上述方法改性后二氧化钛的光催化效率、稳定性以及在实际应用中的反复使用性受到了一定的限制。

近年来，利用其他材料的光学性质来提高TiO₂催化剂的可见光利用率的研究取得了一定的进展，得到的TiO₂基复合光催化剂在太阳光的照射下表现出良好的光催化活性。本发明利用Cs_xWO₃粒子高的可见光透过率这一特性，与TiO₂进行复合，形成0D/3D的结构，有效地提高了TiO₂的可见光利用率和光催化活性。

发明内容

本发明的目的是制备出具有高的可见光利用率和高催化活性的TiO₂基复合光催化剂，并且其催化循环稳定性高，推进TiO₂的实际应用。