三氧化鎢空心球光觸媒

三氧化鎢三氧化鎢因具有獨特的物理化學性質,如電致變色、氣敏性、光致發光等,而被大量研究。此外,氧化鎢具有無毒、禁帶寬度窄(2.4eV~2.8eV),作為半導體光觸媒材料應用於可見光催化反應中對污水中的有機物進行催化降解。空心結構材料具有兩個內外表面,能多次反射並利用進入內部的光,因而具有獨特的應用。
 
研究表明,在較低溫度下製備出的三氧化鎢空心球一方面可以提高催化劑對光源的利用率,另一方面能夠降低催化劑成本。氧化鎢空心球的製備方法如下:
1. 稱取適量硫化聚苯乙烯微球,將其超聲分散于無水乙醇中,形成膠體溶液;
2. 稱取適量的六氯化鎢(WCl6),加入到步驟1所得的膠體溶液中,溶液由白色轉為黃色;
3. 待WCl6完全溶解後,緩慢加入適量的去離子水,此時溶液變為深藍色;
4. 將體系置於70°C水浴中機械攪拌反應24小時,冷卻至室溫;
5. 離心並用去離子水多次洗滌,再置於60°C環境下烘乾,而後,置於馬弗爐中進行熱處理,其中熱處理過程為:先在200°C下煆燒1小時,使得硫磺聚苯乙烯微球完全分解,再在300°C煆燒3小時,最終得到三氧化鎢空心球光觸媒(顯微觀測到微球表面粗糙,含有部分氧化鎢水合物)。
備註:其中,硫化聚苯乙烯微球與WCl6的品質比為1:2,無水乙醇與加入的去離子水體積比為4:1,且WCl6品質(g)與無水乙醇體積(mL)比為1:100。
 
測試表明,制得的三氧化鎢空心球作為光觸媒對羅丹明B(RhB)的光催化降解率達到86.61%(光照60分鐘後)。
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