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分类:钨业知识
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发布于 2016年6月14日 星期二 17:30
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作者:chunyan
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半导体复合意义首先在于复合具有不同能带结构的半导体微粒,为利用窄带隙的半导体敏化宽带隙的半导体纳米颗粒提供了可能性;其次,在二次元复合半导体中,两种半导体之间的能级差使得光生载流子由一种半导体微粒的能级注入到另一种半导体的能级上,从而使得电荷分离有效且长期;另外,不同金属离子的配位及电荷性不同而产生过剩电荷,也会增加半导体俘获质子或电子的能力,从而提高光触媒的活性。
WO
3/CdS/W复相光触媒是一种复相半导体,研究者们通过不断的探讨光催化反应机理,讨论了复相催化剂的组成、用量、试液pH值、光照时间与COD、色度去除率的关系。实验结果表明,当在以WO
3/CdS/W为复相光触媒的组成为m(WO
3)/m(CdS)/m(W)的质量比为60:39:1、试液pH为6.5、光照10h的条件下,印染废水的COD、色度去除率最高。

硫化镉(CdS)有两种形式的晶体:α-式呈柠檬黄色粉末;β-式呈桔红色粉末。高纯度硫化镉是良好的半导体,对可见光有强烈的光电效应,可用于制光电管、太阳能电池、光敏电阻、光催化剂等。研究表明,在WO3中加入适量的CdS能够提高光触媒的催化活性。因WO3是禁带宽度Eq=2.8eV(较大),而CdS的禁带宽度为Eq=2.12eV(较小),WO3与CdS的复合使用,其对可见光吸收率大为提高。
同时,试剂用量、试液pH值、光照时间也影响WO3/CdS/W光触媒的效用:
1. 随着试剂用量的增加,COD、色度去除率逐渐增大,当超过一定量时,其去除率的增加变得缓慢;
2. 控制其它变量稳定的前提下,随着pH值的升高,COD、色度去除率逐渐增大,但当pH>6.5时,其去除率开始下降,当pH=6.5时,其COD、色度去除率达到最大,可知其最适宜的pH为6.5;
3. 固定催化剂的用量,且其组成为m(WO3):m(CdS):m(W)= 60:39:1,试液pH为6.5,改变光照时间,可得到随着反应时间的延长,光催化反应的COD、色度去除率逐渐升高;而当反应时间超过8小时后,COD、色度去除率的升高幅度变得非常缓慢;当反应时间达到10h时,其COD、色度去除率达到最高;
其中,横坐标代表反应时间(h);纵坐标代表去除率(%);a表示光催化反应色度去除率;b表示光催化反应COD去除率;c表示暗反应COD去除率;d表示空白实验COD去除率。
4. 另外,通过暗反应(同样催化剂的量,在无光条件下搅拌反应),空白实验(不加催化剂,在光照下搅拌反应)和光催化反应的对比可得出,单纯的添加光触媒(只添加光触媒,无光照)和光照(只光照,无光触媒)的情况下都不能进行光催化氧化反应,故而可得出结论,光催化反应必须在光触媒和光照同时存在的条件下方可发生。