負載二氧化鈦和銅離子的氧化鎢光催化劑

二氧化鈦是眾所周知為光催化劑的材料,但在沒有紫外線的地方幾乎無功能。因此,科學家更喜歡研究可見光的三氧化鎢光催化劑。

三氧化鎢通過在可見光照射下的光激發,僅使用氧化鎢粒子的光催化劑分別產生在價帶中的空穴和在導電帶中的電子。但是由於導電帶具有比氧化還原電位低的能級,因此無法用導電帶中激發的電子還原氧,且活性氧物類的生成不足。因此,該光催化劑在可見光照射下的環境中沒有表現出光催化劑活性。

負載二氧化鈦和銅離子的氧化鎢光催化劑圖片

因此,在改進可見光照射下的催化劑活性的嘗試中,已提出具有負載在氧化鎢表面上的助催化劑的催化劑。由於催化劑本身的降解或助催化劑的金屬粒子的聚集,光催化劑在光照下使用時的一些情況下而發生變色,應採取一些措施防止其發生。最常見的就是摻雜其它金屬,例如一種負載二氧化鈦和銅離子的氧化鎢光催化劑,其製造方法為:

1、將690毫升離子交換水倒入配有梳齒攪拌器的反應罐中,預熱至95℃。在使攪拌速率保持在300rpm的同時,將50克18%四氯化鈦水溶液在室溫下在30秒內滴加到反應罐中,並在該反應罐中混合和攪拌。在添加後使混合物溫度保持95℃達4分鐘。在冰浴中在少於1分鐘內使反應罐冷卻至50℃。通過電滲析器除去反應生成的鹽酸,由此獲得水分散的二氧化鈦溶膠。

2、將45克在負載0.04品質份銅離子的氧化鎢粉末懸浮在500克在獲得的TiO2溶膠中,在室溫下向其中加入9克(20品質份)脲,並將該懸浮液加熱至90℃和攪拌1小時。然後,在通過離心機進行液‑固分離後,將所得濾餅在120℃乾燥並使其冷卻至室溫,在瑪瑙研缽中粉碎,由此獲得負載二氧化鈦和銅離子的氧化鎢光催化劑。

上述在通過製造負載銅離子的氧化鎢粒子和二氧化鈦的複合物來製造負載有銅離子和二氧化鈦的氧化鎢光催化劑,通過使脲共存於二氧化鈦溶膠中並經加熱對脲施以水解處理,可以使二氧化鈦以高分散態均勻負載到氧化鎢上,並可以有效製造與常規催化劑相比將在可見光照射下的催化劑活性提高到二至四倍、在使用條件下幾乎不發生變色,在可見光照射下發揮較高的催化劑活性、是有效對抗細菌和病毒、消除氣味、脫臭、淨化空氣、淨化水等等的光催化劑。

 

 

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