本发明涉及构建双重异质结构的方法。
背景技术：
1、目前常用光催化剂在污水处理过程中难以回收或回收率低，且目前常用的光催化剂是tio2基催化剂，通常为纳米材料，和污水混合在一起，在光照作用下，进行污水降解处理。因此无法将催化剂从污水中分离出来，进行重复使用，降低污水处理成本。且单纯的tio2由于能带间隙过宽只能吸收紫外波段的光，且光生电子空穴复合率高等，严重影响光催化剂的催化性能。
技术实现思路
1、本发明要解决现有tio2光催化剂存在对有机染料污水降解能力差且不可回收重复利用的问题，进而提供一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法。
2、一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，它是按以下步骤进行的：
3、一、微弧氧化处理：
4、将去除氧化层的钛板置于电解液中，以去除氧化层的钛板为阳极，不锈钢钢板为阴极，采用脉冲恒流模式，在电流为0.2a～2.0a、脉冲频率为600hz～1000hz、占空比为4％～20％及电解液温度为20℃～30℃的条件下微弧氧化，得到微弧氧化处理后的钛板；
5、所述的电解液由磷酸盐、氟化盐、碱液和去离子水组成；
6、二、微波水热处理：
7、将微弧氧化处理后的钛板浸渍于碱液中微波水热处理，得到微波水热处理后的钛板；
8、三、离子沉积交换处理：
9、①将微波水热处理后的钛板浸渍于钨酸盐溶液中浸泡，取出后再浸渍于盐酸中浸泡，最后洗涤；
10、②按步骤三①重复5次～20次，烘干后得到离子沉积交换后的钛板；
11、四、脱水晶化处理：
12、将离子沉积交换后的钛板置于马弗炉中，在空气气氛下进行脱水晶化处理，即完成钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法。
13、本发明的有益效果是：
14、本发明旨在钛板表面原位制备在可见光和紫外光波长段内具有优异的光催化效应的二氧化钛/钛酸钠和/二氧化钛@三氧化钨双重结构。通过微弧氧化技术在钛板表面制备多孔涂层，然后进行微波水热处理，在钛微弧氧化涂层表面形成大量的钛酸钠纳米线(na++tio2+oh-―na0.23tio2)，为后续钨酸根离子的沉积，提供更多的活性位点；然后再经离子沉积交换技术，转化成钛酸和钨酸复合结构，经脱水晶化后，转变为tio2/wo3异质结构；同时控制离子交换的工艺参数，保留钛酸钠纳米线结构，形成tio2/na0.23tio2异质结构，以此实现宽域波长可见/紫外光高催化性能，解决现有tio2基光催化剂的光催化降解速率低，且回收难等问题。
15、对本发明处理后的试样进行eds能谱检测，试样中成功引入钨元素，成分主要由w、ti、o和na元素组成。对本发明处理的试样进行xrd衍射检测后，试样表面可检测到tio2、na0.23tio2和wo3相。通过扫描电子显微镜可知，表面形成大量的二氧化钛@钛酸钠和/二氧化钛@三氧化钨双重异质结构，此外，根据透射电子显微镜照片可知，wo3颗粒与tio2纳米棒有着很好的耦合关系。对本发明处理的试样表面进行光催化能力的表征，放置亚甲基蓝溶液中，在氙灯的照射下，第五次循环下有机染料的降解率达到86％以上，且经过5周期的循环测试后，扫描电子显微镜照片上异质结构未发生明显的变化，说明本发明获得的试样具有稳定长期的降解性能。
16、附图明书
17、图1为实施例一步骤二钛表面原位构建的二氧化钛/钛酸钠异质结构的扫描电镜图；
18、图2为实施例一钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的eds能谱；
19、图3为实施例一钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的xrd图谱，a为锐钛矿峰，b为钛峰，c为金红石峰，d氧化钨峰，e为钛酸钠峰；
20、图4为实施例一钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的扫描电镜图；
21、图5为实施例一钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构中二氧化钛@三氧化钨异质结构的透射电镜图；
22、图6为实施例一步骤一制备的微弧氧化处理后的钛板及步骤四制备的钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构第五次循环光催化降解率图；
23、图7为实施例一钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构经五周期循环测试后的扫描照片。
1.一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
2.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤一中所述的钛板为钛、钛合金、钛基中熵合金或钛基高熵合金。
3.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤一中所述的钛板为hcp-ti型的中熵合金或高熵合金、bcc-ti型的中熵合金或高熵合金、bcc型的中熵合金或高熵合金、bcc和hcp双相的中熵合金或高熵合金。
4.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤一中所述的电解液由六偏磷酸钠、氟化钠、氢氧化钠和去离子水组成，且六偏磷酸钠的浓度为5g/l～20g/l，氟化钠的浓度为2g/l～15g/l，氢氧化钠的浓度为2g/l～10g/l。
5.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤一中在电流为0.2a～2.0a、脉冲频率为600hz～1000hz、占空比为4％～20％及电解液温度为20℃～30℃的条件下微弧氧化5min～40min。
6.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤二中所述的碱液为氢氧化钠溶液、氨水溶液或氢氧化钾溶液；步骤二中所述的碱液的浓度为0.5mol/l～5mol/l。
7.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤二中将微弧氧化处理后的钛板浸渍于碱液中，在功率为400w～1000w及温度为60℃～200℃的条件下，微波水热处理1h～6h。
8.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤三①中所述的钨酸盐溶液为钨酸钠溶液或钨酸钾溶液；步骤三①中所述的钨酸盐溶液的浓度为0.1mol/l～2.0mol/l；步骤三①中所述的盐酸的浓度为6mol/l～12mol/l。
9.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤三①中在温度为20℃～37℃的条件下，将微波水热处理后的钛板浸渍于钨酸盐溶液中浸泡20min～60min，取出后再在温度为40℃～80℃的条件下，浸渍于盐酸中浸泡10s～30s。
10.根据权利要求1所述的一种钛表面原位构建宽域波长可见/紫外光二氧化钛@钛酸钠和二氧化钛@三氧化钨双重异质结构的方法，其特征在于步骤四中在空气气氛及温度为300℃～800℃的条件下，脱水晶化处理1h～8h。