光催化雙劍合壁—磷酸鎢摻雜二氧化鈦

目前，環境污染已成為人類最關注的問題之一，特別是有機污染物，它們對在水體、大氣和土壤等環境的破壞，不及時處理將破影響到生態平衡，造成不可逆性的損失，近年來，光催化降解因其高效、環保、易操作的優點而成為人們對有機污染物的主要方法。

對於光催化反應來說，二氧化鈦TiO₂（鈦白粉）是研究最多的一種半導體，這歸因於它最早應用，且廉價、易處理、比表面積大以及穩定等優點。而在光催化作用在污水淨化和處理領域被投入了更多的關注。但不能回避的是，Ti O2帶隙較寬(約3.2 e V)，只能為紫外光激發，太陽能的利用受收限制，同時光激發產生的光生電子與空穴複合快，導致光量子效率低等，限制了其實際應用。

近年來，磷鎢酸作為作為一種雜多酸型催化材料，以其獨特的酸性、“准液相”行為、多功能（酸、氧化、光電催化）以及多酸化合物在紫外可見光區都有很強的吸收等優點，而成為後起之秀，不過相對於TiO₂，磷鎢酸存在著易溶于水、醇、酸液相體系而難以回收和再利用等缺點。

二氧化鈦與磷鎢酸兩種催化劑各有所長，又各有特點，不如將兩者雙劍合壁試試兩者是否會有取長補短的可能，為此，有學者將採用溶膠-凝膠法將二氧化鈦和磷鎢酸混合，兩者摻雜比例為1：0.05，摻雜的過程如下：

將一定量的去離子水、1/3 的無水乙醇混合，配成A 溶液；將一定量的鈦酸四丁酯、冰醋酸和磷鎢酸在快速攪拌下緩慢加入2/3 的無水乙醇石，配成B 溶液。在快速攪拌下將A 溶液緩緩滴入B 溶液石，得收均勻的白色溶液。待白色凝膠形成後停止攪拌，將得收的膠體在80℃的恒溫條件下乾燥12小時，使凝膠石的乙醇緩慢揮發乾淨，得收白色塊狀固體。將固體研磨後得收白色粉末，放入馬弗爐石，高溫焙燒一定時間，得到淺灰色的二氧化鈦與磷鎢酸混合粉體。

那麼雙劍合壁後效果又如何呢？學者使用二氧化鈦與磷鎢酸混合粉體降解工業染料廢水亞甲基藍，經過研究得出結論，二氧化鈦與磷鎢酸混合粉體對亞亞甲基藍具有光催化吸附效果，在催化劑用量為0.6g·L^-1，光照時間3.0的條件下，對亞甲基藍的脫色率達收91.1%，且光催化劑經4 次使用之後仍具有較高的催化活性。

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