本發(fā)明涉及納米光催化材料及其制備和應(yīng)用，具體為一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法及產(chǎn)品和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。印染廢水的排放是造成水污染的重要原因之一。每年都有大量的商業(yè)染料排放，這些染料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大傷害。利用半導(dǎo)體氧化物材料在太陽光照射下能受激活化的特性，可有效的氧化降解有機(jī)物為二氧化碳和水等小分子。與傳統(tǒng)的凈化方法相比，半導(dǎo)體光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、無二次污染、操作簡(jiǎn)單和降解效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。常見的傳統(tǒng)的光催化劑是禁帶寬度較大的二氧化鈦、氧化鋅等材料，也具有較好的光催化性能。當(dāng)然，這些材料更多的是在紫外光區(qū)具有較好的催化性能，在實(shí)際生活中也有一定的限制。

2、鉬酸銀本身具有一定的抗菌性，還可作為一種新型的光催化材料，在光照條件下不僅可以對(duì)污水起到殺菌的效果，還可以通過光催化技術(shù)處理水相中的有機(jī)污染物。

3、為了提高鉬酸銀作為光催化劑的催化效率，人們采用多種手段對(duì)材料進(jìn)行改性。其中通過三氧化二鐵對(duì)鉬酸銀進(jìn)行負(fù)載不僅使其光譜吸收范圍得到顯著提升，而且還促進(jìn)了光生電荷的有效分離和傳輸，從而提高了材料的光催化性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有鉬酸銀光催化性能不夠高的不足，本發(fā)明目的在于提供一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法。

2、本發(fā)明的再一目的在于：提供一種上述方法獲得的三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀產(chǎn)品。

3、本發(fā)明的又一目的在于：提供一種上述產(chǎn)品的應(yīng)用。

4、本發(fā)明目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于通過溶劑熱法及化學(xué)溶液法制備三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料，該方法的具體步驟為：

5、（1）將0.2~0.25?g聚乙烯吡咯烷酮（pvp）加入含有0.5~1.0ml去離子水的有機(jī)溶劑中進(jìn)行磁力攪拌1~2?h，其中有機(jī)溶劑的體積為60~75?ml。

6、（2）按摩爾量比1:2將鉬酸鹽、銀鹽加入到上述溶液中繼續(xù)攪拌50~60?min。

7、（3）將上述所得混合溶液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，將其置于烘箱中160~180?℃反應(yīng)4~8?h，之后自然冷卻至室溫。

8、（4）然后將合成的沉淀物進(jìn)行離心、用有機(jī)溶劑乙醇洗滌3~5次，60~80?℃烘箱干燥，得鉬酸銀。

9、（5）將鉬酸銀分散于乙醇中，然后加入有機(jī)鐵鹽、蒸餾水和氨水，其中鉬酸銀和有機(jī)鐵鹽的摩爾量比為1：0.05~0.1，乙醇、蒸餾水和氨氣的體積比為35~40：1：1，室溫超聲15~30?min后，在60~80?°c水浴中加熱10~15?h；沉淀經(jīng)離心分離，用蒸餾水和乙醇洗滌3~5次，40~60?℃真空干燥18~24?h，得粉末；

10、（6）將干燥后的粉末在400~500?℃氬氣流下熱處理3~5?h，得三氧化二鐵負(fù)載的鉬酸銀光催化材料。

11、本發(fā)明提供了一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，本發(fā)明通過溶劑熱法及化學(xué)溶液法制備三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料。其中向有機(jī)溶劑中加入極少量水，通過成核作用制備分層次空心微球花狀結(jié)構(gòu)鉬酸銀，再通過化學(xué)溶液法將三氧化二鐵負(fù)載到鉬酸銀光催化材料。通過三氧化二鐵對(duì)鉬酸銀進(jìn)行負(fù)載不僅使其光譜吸收范圍得到顯著提升，而且還促進(jìn)了光生電荷的有效分離和傳輸，從而提高了材料的光催化性能；本發(fā)明提供的制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易操作。

12、優(yōu)選的，所述步驟（1）中，所述的有機(jī)溶劑是乙二醇或丙三醇中的一種或其組合。

13、優(yōu)選的，所述步驟（2）中，其特征在于所述的鉬酸鹽為鉬酸銨、鉬酸鉀或是鉬酸鈉中的一種或其組合。

14、優(yōu)選的，所述步驟（2）中，其特征在于所述的銀鹽為硝酸銀或氯酸銀中的一種或其組合。

15、優(yōu)選的，所述步驟（5）中，其特征在于所述的有機(jī)鐵鹽為乙酰丙酮鐵或是苯乙酸鐵中的一種或其組合。

16、本發(fā)明提供一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料，根據(jù)上述任一所述方法制備得到。

17、本發(fā)明提供一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料在廢水處理中對(duì)甲基橙降解的應(yīng)用。

18、三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀在黑暗中首先對(duì)甲基橙的吸附達(dá)到平衡，然后在紫外光催化條件下，經(jīng)過60?min后，對(duì)甲基橙的降解達(dá)到?99.5%。

19、本發(fā)明優(yōu)越性在于：通過溶劑熱法及化學(xué)溶液法制備三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料。其中向有機(jī)溶劑中加入極少量水，通過成核作用制備分層次空心微球花狀結(jié)構(gòu)鉬酸銀，再通過化學(xué)溶液法將三氧化二鐵負(fù)載到鉬酸銀光催化材料。通過三氧化二鐵對(duì)鉬酸銀進(jìn)行負(fù)載不僅使其光譜吸收范圍得到顯著提升，而且還促進(jìn)了光生電荷的有效分離和傳輸，從而提高了材料的光催化性能；具有制備工藝簡(jiǎn)單，易操作的技術(shù)特點(diǎn)。所得催化劑對(duì)甲基橙的降解可達(dá)到?99.5%。

技術(shù)特征：

1.一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，通過溶劑熱法及化學(xué)溶液法制備三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料，包括下述步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的有機(jī)溶劑是乙二醇或丙三醇中的一種或其組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的鉬酸鹽為鉬酸銨、鉬酸鉀或是鉬酸鈉中的一種或其組合；所述的銀鹽為硝酸銀或氯酸銀中的一種或其組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，步驟（5）中，所述的有機(jī)鐵鹽為乙酰丙酮鐵或是苯乙酸鐵中的一種或其組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，按下述步驟制備：

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，按下述步驟制備：

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法，其特征在于，按下述步驟制備：

8.一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述方法制備得到。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求8所述三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料在廢水處理中對(duì)甲基橙降解的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用，聚乙烯吡咯烷酮加入含有去離子水的有機(jī)溶劑中攪拌。鉬酸鹽、銀鹽加入到上述溶液中攪拌。將所得混合溶液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜。將合成的沉淀物離心洗滌干燥得鉬酸銀。將鉬酸銀分散于乙醇中，加入有機(jī)鐵鹽、蒸餾水和氨水，室溫超聲，在水浴中加熱。沉淀經(jīng)洗滌干燥。將干燥熱處理得三氧化二鐵負(fù)載的鉬酸銀光催化材料。三氧化二鐵負(fù)載鉬酸銀光催化材料在黑暗中首先對(duì)甲基橙的吸附達(dá)到平衡，然后在紫外光催化條件下，經(jīng)過60?min后，對(duì)甲基橙的降解達(dá)到99.5%。

技術(shù)研發(fā)人員：吳曉燕,鄔淑紅,陳超,陳義軍,童琴,林琳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19