真空热蒸发法制备氧化钨光催化剂

在传统催化剂的研究中，二氧化钛(TiO₂)被广泛利用其光催化反应处理各种环境污染问题，但二氧化钛只能由紫外线激发，而紫外线只占太阳光中的能量约为5％，因此存 在对太阳能能量利用不足的问题，从而限制了光催化技术的应用。

由于太阳光总能量中可见光能量和红外光能量占比分别为45％和50％，为了能充分利用可见光及红外光的能量，科研工作者开始寻求其他新型的光催化剂，其中就包括了三氧化钨(WO₃)，但三氧化钨对波长在460nm以下的紫外光才有较好的吸收，对其余可见光能量及红外光能量仍存在利用率较低的问题，因此，通过制备工艺对三氧化钨进行修饰成为强化其光催化性能最常见的办法。

近来，有研究人员放弃传统的水热合成法，改用真空热蒸发法制备出氧化钨，然后对氧化钨进行高温缺氧处理，生成缺氧态氧化钨光催化剂，其过程内容如下：

(1)将钨舟接入真空热蒸发镀膜机的蒸发电极，再将碳纤维布放置于钨舟的上方，使碳纤维布与钨舟的距离为2～100毫米。

(2)开启机械泵对真空镀膜腔体体进行抽真空20分钟，使腔体内压强降至96Pa。

(3)往真空镀膜腔体内通入2.5sccm氧气(纯度99.95％)和200sccm氩气(纯度 99.95％)，等腔体内压强稳定后，保持20分钟。

(4)持续往真空镀膜腔体内通入2.5sccm氧气和200sccm氩气，打开热蒸发电源，以 80℃/分钟的升温速度将钨舟从室温加热至1500℃，然后保温20分钟，使钨舟表面氧化、升华为气相氧化钨，接着在碳纤维布生长出固相氧化钨。

(5)关闭氧气阀，中断氧气供给，同时持续往真空腔室内通入氩气，在钨舟温度为 1500℃的条件下，进行高温缺氧处理10分钟。

(6)关闭热蒸发电源，以100℃/分钟的降温速度使碳纤维布在真空镀膜腔体内冷 却至室温，于是在碳纤维布上生长出缺氧态氧化钨光催化剂。

相对于水热反应法制备缺氧态氧化钨光催化剂，采用真空热蒸发法制备氧化钨光催化剂,，工艺步骤更简易，原料单一，制备成本低廉，制备条件容易控制，后续高温缺氧处理的条件易于实现，不需要使用额外的还原剂就能还原钨元素的价态，改善能带结构，增加氧化钨桥氧表面积，为氧气分子提供更多的化学吸附中心，获得具有宽光谱响应特性的缺氧态氧化钨光催化剂。

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