磷鎢酸-二氧化鈦光催化材料

近年來，隨著人們生活水準的提高，大量新型裝飾材料和豪華時尚的現代傢俱等生活用品不斷進入室內，由此所造成的室內環境污染也日趨嚴重。目前室內主要污染物甲醛、苯、甲苯等可揮發性有機物(voc)嚴重超標，給人們身體健康帶來極大傷害。

鮮為人知的是，光觸媒技術也可應用於室內污染物的治理，例如採用二氧化鈦(TiO₂)通過紫外線催化，產生游離電子及空穴，進而產生具有極強氧化作用的活性氧和羥基自由基，進而將空氣中的有機污染物氧化成二氧化碳和水。消除速度快，效果好，持續時間長，基本不產生二次污染。

令人遺憾的是，二氧化鈦需要紫外光激發，可見光利用率低，室內光線弱會影響催化效果。為了突破光催化氧化技術的瓶頸，人們嘗試對TiO₂進行改性，在保持TiO²本身所具有的優點的基礎上，使其光催化效應的激發波長紅移至可見光波段，例如添加磷鎢酸。

眾所周知的是，磷鎢酸是一種常被應用於工業的環保代酸催化劑，其全稱為磷鎢雜多酸，多酸化合物的種類繁多，Keggin結構的雜多酸對有機物，及有機污染氣體的降解具有一定的應用價值，這是由它自身的優點所決定的，這是因為多金屬氧簇配合物的分子可看作量子級的半導體物質；強酸、強氧化性和高光化學活性；毒性低，不污染環境；活性高，反應條件溫和，不腐蝕設備。

將磷鎢酸與二氧化鈦複合，製成複合納米磷鎢酸-二氧化鈦光催化材料需要經過以下步驟：

A、預先制取濃度為1％的二氧化鈦溶膠：將無機鈦鹽通過水解得到鈦酸溶液；將鈦酸溶液通過微波沉澱出二氧化鈦顆粒，並進行沉澱水洗；向經過沉澱水洗後的溶液中加入添加劑和催化劑，經分步的溫度處理，冷卻後，加入沉澱劑，沉澱出非鈦類無機雜物，得到純水性氧化鈦溶膠。

B、取品質比為20∶3∶50的二氧化鈦溶膠、磷鎢酸以及丙二醇甲醚混合均勻得到複合溶膠；

其中首先將磷鎢酸溶解在丙二醇甲醚中，然後緩慢加入到二氧化鈦溶膠中，同時在60℃下加熱攪拌6個小時，直到形成磷鎢酸與二氧化鈦複合溶膠。

C、將複合溶膠保持在300℃溫度加熱30分鐘，得到幹凝膠；

D、將幹凝膠通過機械球磨兩個小時得到磷鎢酸-二氧化鈦光催化材料。

在合成過程中，磷鎢酸以W-O-P分子鍵形式結合成穩定網狀結構，該結構降低了鈦的氧化還原電位，使二氧化鈦複合膜光吸收波長產生紅移，提高鈦的可見光利用率，而且在後續光催化材料加熱處理後，磷鎢酸的keggin結構不受影響，仍然維持高的催化活性，兩者結合，如虎添翼。

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