一種鎢硫基光催化材料的制備方法
【專利摘要】一種鎢硫基光催化材料的制備方法，本發(fā)明涉及功能材料中鎢硫基光催化材料的制備方法。本發(fā)明涉及功能材料中鎢硫基光催化材料的制備方法。方法：一、將原組分初混；二、利用高壓反應釜，進行水熱反應；三、洗滌。本發(fā)明方法的工藝簡單、操作便捷，同時避免了高溫熱處理導致催化劑性能降低的問題。本發(fā)明用于制備鎢硫基光催化材料。
【專利說明】
一種鎢硫基光催化材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及功能材料中鎢硫基光催化材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著以工業(yè)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展，能源危機日趨嚴重，傳統(tǒng)化石能源的不斷 消耗以及空氣、水資源的污染等因素已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。半導體材料在受到能量 相當于或高于其禁帶寬度的光照射時，材料內(nèi)的電子受激從價帶躍迀到導帶，在導帶和價 帶分別形成光生電子和空穴，水分子在光生電子-空穴對的作用下被分解生成H2和〇2。提高 光催化劑活性的關(guān)鍵之一是有效地做到光生電子-空穴對的分離。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)銳鈦礦相TiO2的（001)與（101)晶面對光催化還原反應及光催化氧化反 應具有選擇性。研究表明，暴露的不同晶面對光生電荷具有分離效應，同時暴露分別進行氧 化和還原反應的晶面可以有效促進光催化反應。2014年，有研究人員報道了暴露（001)與 (101)晶面的Cu 2WS4的設(shè)計合成及光催化分解水制氫性能。利用不同光催化氧化反應與還原 反應探針，研究對金屬沉積和晶面腐蝕的影響，確定了光生電子和空穴所聚集的晶面，從而 確定了光催化過程中光氧化與光還原的反應位點。該工作還通過改變Cu 2WS4十面體的(001) 與（101)晶面的比例，表明（001)與（101)晶面的比例對光催化活性有很大程度的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決現(xiàn)有工藝復雜，并且采用高溫熱處理的方法，導致材料性能降低的 技術(shù)問題，而提供一種媽硫基光催化材料的制備方法。
[0005] -種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于該方法具體是按照以下步驟進行 的：
[0006] -、將提供WO42^的鹽、提供金屬陽離子的鹽和硫源混合，再加入到去離子水和無水 乙醇的溶液中，然后磁力攪拌，得到混合液；
[0007] 二、將步驟一得到的混合液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓反應釜內(nèi)，密封，然后加 熱進行水熱反應，得到反應液；
[0008] 三、離心分離步驟二得到的反應液，得到固相物，然后采用去離子水洗滌固相物， 再使用無水乙醇洗滌，然后干燥，得到鎢硫基光催化劑。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：以WO4'金屬陽離子和硫源作為水熱 反應的原料，一步反應制得鎢硫基光催化劑，避免了高溫熱處理導致性能降低，大大簡化了 工藝流程。本實施方式制備得到的鎢硫基光催化材料的粉體顆粒均勻、結(jié)晶度好、純度高、 產(chǎn)品均一穩(wěn)定。本發(fā)明方法的工藝簡單、操作便捷，同時避免了高溫熱處理導致催化劑性能 降低的問題。該工藝所制得的光催化劑分解水產(chǎn)氫量為1035.760μπιο1 · IT1 · g一、
[0010] 本發(fā)明用于制備媽硫基光催化材料。
【附圖說明】
[0011] 圖1為實施例一制得的NiWS4鎢硫基光催化材料的XRD譜圖；
[0012] 圖2為實施例二制得的NiWS4鎢硫基光催化材料的SEM照片。
【具體實施方式】
[0013] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之 間的任意組合。
【具體實施方式】 [0014] 一:本實施方式一種鎢硫基光催化材料的制備方法，具體是按照以 下步驟進行的：
[0015] -、將提供冊42-的鹽、提供金屬陽離子的鹽和硫源混合，再加入到去離子水和無水 乙醇的溶液中，然后磁力攪拌，得到混合液；
[0016] 二、將步驟一得到的混合液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓反應釜內(nèi)，密封，然后加 熱進行水熱反應，得到反應液；
[0017] 三、離心分離步驟二得到的反應液，得到固相物，然后采用去離子水洗滌固相物， 再使用無水乙醇洗滌，然后干燥，得到鎢硫基光催化劑。
【具體實施方式】 [0018] 二:本實施方式與一不同的是：步驟一中WOA與金屬 陽離子的摩爾比為1:1。其它與一相同。
【具體實施方式】 [0019] 三:本實施方式與一或二不同的是：步驟一中WO42-與 硫源的摩爾比為1: 4。其它與一或二相同。
【具體實施方式】 [0020] 四：本實施方式與一至三之一不同的是：步驟一中提 供WOA的鹽為Na2W〇4 · 2H20。其它與一至三之一相同。
【具體實施方式】 [0021] 五:本實施方式與一至四之一不同的是：步驟一中提 供金屬陽離子的鹽為〇0(從)3)2、附(勵3)2或?6(勵3)2。其它與一至四之一相同。
【具體實施方式】 [0022] 六:本實施方式與一至五之一不同的是：步驟一中硫 源為硫代乙酰胺。其它與一至五之一相同。
【具體實施方式】 [0023] 七:本實施方式與一至六之一不同的是：步驟一中磁 力攪拌時間為5~20min。其它與一至六之一相同。
[0024]
【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是：步驟二中水 熱反應的反應溫度為100~200 °C，反應時間為48~72h。其它與【具體實施方式】一至七之一相 同。
【具體實施方式】 [0025] 九:本實施方式與一至八之一不同的是：步驟三中干 燥溫度為80°C，干燥時間為8h。其它與一至八之一相同。
[0026]采用以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果：
[0027] 實施例一：
[0028] 本實施例一種鎢硫基光催化材料的制備方法，具體是按照以下步驟進行的：
[0029] 一、將〇.〇〇25mol Na2TO4 · 2H2〇、0.0025mol Co(NO3)2和O.Olmol硫代乙酰胺混合， 再加入到15mL去離子水和15mL無水乙醇的溶液中，然后磁力攪拌15min，得到混合液；
[0030] 二、將步驟一得到的混合液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓反應釜內(nèi)，密封，然后加 熱進行水熱反應，控制水熱反應的反應溫度為200 °C，反應時間為72h，水熱得到反應液；
[0031] 三、離心分離步驟二得到的反應液，得到固相物，然后采用去離子水洗滌固相物3 次，再使用無水乙醇洗滌3次，然后干燥，干燥溫度為80 °C，干燥時間為8h，得到含Co元素的 媽硫基光催化劑。
[0032]本實施例制備得到的CoWS4鎢硫基光催化材料光催化性能如下表：
[0034] 實施例二：
[0035] 本實施例一種鎢硫基光催化材料的制備方法，具體是按照以下步驟進行的：
[0036] 一、將〇.〇〇25mol Na2TO4 · 2H2〇、0.0025mol 附0〇3)2和〇.〇1111〇1硫代乙酰胺混合， 再加入到15mL去離子水和15mL無水乙醇的溶液中，然后磁力攪拌15min，得到混合液；
[0037] 二、將步驟一得到的混合液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓反應釜內(nèi)，密封，然后加 熱進行水熱反應，控制水熱反應的反應溫度為200 °C，反應時間為72h，水熱得到反應液；
[0038] 三、離心分離步驟二得到的反應液，得到固相物，然后采用去離子水洗滌固相物3 次，再使用無水乙醇洗滌3次，然后干燥，干燥溫度為80°C，干燥時間為8h，得到含Ni元素的 媽硫基光催化劑。
[0039]本實施例制備得到的NiWS4鎢硫基光催化材料光催化性能如下表：
[0041 ]本實施例制得的NiWS4鎢硫基光催化材料的XRD譜圖如圖1所示；
[0042] 本實施例制得的NiWS4鎢硫基光催化材料的SEM照片如圖2所示。
[0043] 實施例三：
[0044] 本實施例一種鎢硫基光催化材料的制備方法，具體是按照以下步驟進行的：
[0045] 一、將0.0025mol Na2TO4 · 2H2〇、0.0025mol Fe(NO3)2和O.Olmol硫代乙酰胺混合， 再加入到15mL去離子水和15mL無水乙醇的溶液中，然后磁力攪拌15min，得到混合液；
[0046] 二、將步驟一得到的混合液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓反應釜內(nèi)，密封，然后加 熱進行水熱反應，控制水熱反應的反應溫度為200 °C，反應時間為72h，水熱得到反應液；
[0047] 三、離心分離步驟二得到的反應液，得到固相物，然后采用去離子水洗滌固相物3 次，再使用無水乙醇洗滌3次，然后干燥，干燥溫度為80°C，干燥時間為8h，得到含F(xiàn)e元素的 媽硫基光催化劑。
[0048] 本實施例制備得到的FeWS4鎢硫基光催化材料光催化性能如下表：
【主權(quán)項】
1. 一種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于該方法具體是按照以下步驟進行 的： 一、 將提供WO42^的鹽、提供金屬陽離子的鹽和硫源混合，再加入到去離子水和無水乙醇 的溶液中，然后磁力攪拌，得到混合液； 二、 將步驟一得到的混合液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的高壓反應釜內(nèi)，密封，然后加熱進 行水熱反應，得到反應液； 三、 離心分離步驟二得到的反應液，得到固相物，然后采用去離子水洗滌固相物，再使 用無水乙醇洗滌，然后干燥，得到鎢硫基光催化劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟一中 W〇42-與金屬陽離子的摩爾比為1:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種媽硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟一中 W〇42-與硫源的摩爾比為1:4。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟一中提 供W〇42-的鹽為Na 2WO4 · 2H20。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟一中提 供金屬陽離子的鹽為Co(N〇3)2、Ni(N〇3)2SFe(N〇3)2。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種媽硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟一中硫 源為硫代乙酰胺。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種媽硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟一中磁 力攪拌時間為5~20min。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟二中水 熱反應的反應溫度為100~200°C，反應時間為48~72h。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢硫基光催化材料的制備方法，其特征在于步驟三中干 燥溫度為80 °C，干燥時間為8h。
【文檔編號】B01J27/049GK105921156SQ201610293103
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】于耀光, 鄧天奇, 陶致宇, 崔凱, 張相彬, 陳剛
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學