製備缺陷態三氧化鎢

隨著現代化工業的發展，人類能源消耗日益增大，在製造化學品過程中產生了各種染料廢水，由於大量染料廢水直接排放到環境中將對環境造成嚴重的污染，人們需要將染料廢水降解為對環境無害的二氧化碳和水後再進行排放，因此，降解染料廢水的技術成為了至關重要的研究方向。

在傳統催化劑的研究中，二氧化鈦(TiO₂)被廣泛利用其光催化反應處理各種環境污染問題，但二氧化鈦只能由紫外線激發，而紫外線只占太陽光中的能量約為5％，因此存在對太陽能能量利用不足的問題，為此，科研工作者尋求其他新型的光催化劑，其中就包括了三氧化鎢(WO₃)，但三氧化鎢對波長在460nm以下的紫外光才有較好的吸收，對其餘可見光能量及紅外光能量仍存在利用率較低的問題。

為此，有學者提出了一種用於光催化有氧偶聯的缺陷態三氧化鎢的製備方法，其主要過程包括以下步驟：

(1)將鎢源接入真空熱蒸發鍍膜機的蒸發電極，再將襯底放置於距離鎢源2～100毫米處；

(2)開啟機械泵對真空鍍膜腔體進行抽真空20分鐘；

(3)往真空鍍膜腔體內通入氧氣和惰性氣體，等腔體內壓強穩定後，保持20分鐘；

(4)持續往真空鍍膜腔體內通入氧氣和惰性氣體，打開熱蒸發電源，加熱鎢舟至1200℃或以上，然後保溫20分鐘，使鎢舟表面氧化、昇華為氣相氧化鎢層，接著在襯底上生長出固相氧化鎢；

(5)關閉氧氣閥，中斷氧氣供給，以1200℃或以上進行高溫缺氧處理10分鐘；

(6)關閉熱蒸發電源，使襯底在真空鍍膜腔體內冷卻至室溫，於是在襯底上生長出缺氧態氧化鎢光催化劑。

上述工藝使用真空熱蒸發鍍膜機完成製備氧化鎢和高溫缺氧處理的步驟，整個製備過程一步到位，中間不需要打開真空鍍膜腔體或使用其他設備，製備效率高，製備條件易於調整，有利於提高操作的可控性以及催化劑產物的穩定性。通過限定襯底與鎢舟的距離、腔內壓強、通入氧氣和惰性氣體流量、加熱溫度、處理時間等工藝參數，能保證最終制得的缺氧態氧化鎢光催化劑具備寬光譜回應特性、結晶度高且結構穩定。與普通的三氧化鎢WO₃相比，缺氧態氧化鎢在紅外波段有明顯的能量吸收回應，具有突出的寬光譜回應特性，光催化性能好。