三氧化鎢與石墨烯的複合材料

近年來，三氧化鎢（WO3）作為一種極具潛力的新型光催化材料引起了研究者們的廣泛關注。WO3是一種穩定、無毒、無害的過渡金屬氧化物，禁帶寬度較低約2.6-2.7eV （禁帶寬度的大小在很大程度上影響著半導體光催化劑的催化活性，禁帶寬度越窄，吸收波長越容易發生紅移，可見光利用率就越高，即催化活性好），具有較高的太陽光吸收效率。為了提高WO3的光催化活性，有研究者通過複合其他材料來達到此目的，石墨烯就是一種不錯的選擇。

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。目前石墨烯是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，因為它具有非常穩定的結構，各碳原子之間非常柔韌地連接在一起，當施加外力時，碳原子面就會彎曲變形，不需要碳原子進行重新排列來適應外力，這樣就可以保持結構的穩定。這種穩定的晶格使得碳原子具有優秀的導電性，進而電子能夠在石墨烯中高效地進行遷移。因此三氧化鎢與石墨烯複合得到納米WO3/石墨烯複合光催化劑。

採用水熱法合成納米WO3/石墨烯複合光催化劑，以Na2WO4•2H2O 為鎢源，以HBF4 為表面控制劑。所有的化學試劑均為分析純，使用前未經進一步純化。具體步驟如下：

（1）準確稱取0.0010 g 的氧化石墨烯於100 mL 小燒杯中，再加入20 mL 異丙醇，覆上保鮮膜，超聲2h，記為溶液A；

（2）上述溶液超聲1h的時候，另外稱取1g Na2WO4•2H2O 於100 mL 小燒杯中，後加入20 mL的HBF4，覆上保鮮膜，在磁力攪拌器中攪拌至產生淡黃色沉澱，反應約1h，記為溶液B；

（3）超聲結束後，將溶液A 倒入溶液B 中，繼續磁力攪拌約30 min，然後取出磁子，將該燒杯放在超聲清洗儀裡超聲約30min；

（4）將上述混合溶液倒入50 mL 聚四氟乙烯內膽的反應釜，密封後放入烘箱中於120℃下反應12h後取出。自然冷卻到室溫，棄去上清液，得到沉澱；

（5）將所得產品用二次水和無水乙醇洗滌多次至中性，在60℃烘箱中乾燥，得到樣品。

該方法可簡化制取步驟，減少污染，而石墨烯的加入使得金屬三氧化鎢納米粒子很好地分散在納米材料基底上，可抑制它們的團聚，使其具有更高的比表面積、更高的反應活性和選擇性。

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