制备三氧化钨-二氧化钛核壳结构纳米复合材料

二氧化钛作为一种传统半导体，由于具有氧化能力强，化学性质稳定，价格低廉等优点，被广泛应用于光催化领域。但是，二氧化钛的禁带宽度比较大（3.0~3.2 eV），只能吸收利用波长小于400 nm的紫外光，限制了它的发展。

目前，提高二氧化钛光催化性能的主要途径就是将其与其他窄带隙半导体进行复合，得到核壳结构的纳米颗粒，提高材料的催化性能，那么和什么材料复合呢？例如：三氧化钨。

三氧化钨具有较窄的禁带宽度（2.6~2.7 eV），其能带结构与二氧化钛能够实现良好的匹配，将其与二氧化钛进行复合，得到具有核壳结构的复合材料，可以获得比单一组分（二氧化钛或三氧化钨）材料更好的光电或光催化性能。

虽然有关于三氧化钨/二氧化钛复合材料已有一些报道，但是很少有涉及到对材料核壳结构的设计，这是因为这种结构的复合材料制备方法复杂，条件苛刻，成本较高，获得复合材料粉体很容易团聚，很难达到实际应用的要求。

但近来有研究人员在该领域取得了突破。成功制备出了一种三氧化钨-二氧化钛核壳结构纳米复合材料，其成功的过程包括：

1）将浓度为0.1~2.0 mol/L的葡萄糖水溶液转移至密闭的容器中，在温度160~200 ℃水热反应1~20 h，经冷却、过滤分离，用乙醇与去离子水清洗过滤物并干燥，得到碳微球；

2）将步骤1）制得的碳微球分散于四氯化钛与六氯化钨的乙醇混合溶液中，其中四氯化钛的浓度为0.1~2.0 mol/L，六氯化钨的质量分数为0.01~0.20 mol/L，浸泡3~36 h后，过滤分离出碳微球，用乙醇进行清洗，然后干燥，得到吸附有钛离子与钨离子的碳微球；

3）将步骤2）制得的吸附有钛离子与钨离子的碳微球加入煅烧炉，在空气气氛中以升温速率为0.5~5 ℃/min升温至350~600 ℃恒温煅烧2~24 h，得到三氧化钨-二氧化钛核壳结构纳米复合材料。

该方法过程简单，合成成本低廉，无毒，过程中通过控制葡萄糖溶液的浓度，以及水热反应的时间与温度可以精确调控碳球模板的尺寸，并最终达到对三氧化钨/二氧化钛核壳结构纳米复合材料颗粒尺寸的调节，所制得的三氧化钨-二氧化钛核壳结构纳米复合材料尺寸均匀，分散性良好，可以适合大规模工业化的要求。