钨锰钙/介孔三氧化钨复合催化剂

氢气是一种清洁的能源，其热值高、环境友好、运输方便，燃烧产物是水，对环境不产生任何危害。地球上水储量丰富、容易获得、价格低廉。在太阳光照射下 是一种理想的将太阳能转化为化学能的方法。

具有工业化实用价值的光催化分解水的反应在光电化学池中进行。光电化学池分解水的反应包含光阴极水的还原反应和光阳极水的氧化反应两个半反应。光阳极上的水氧化反应过程是四电子反应，该半反应制约 了整个反应的进行。因此，获得可以有效实现光催化水氧化产生氧气的光阳极催化剂尤为重要。

有研究人员研制出一种可用于制备光阳极的钨锰钙/介孔三氧化钨复合催化剂，包括活性成分I介孔三氧化钨；活性成分II层状锰钙氧化物，复合催化剂可以充分发挥催化优势，得到高产量的产物。

（1）介孔三氧化钨的制备。磁力搅拌下，向无水乙醇中加入磷钨酸和孔径为7-8 nm的介孔氧化硅（KIT-6），搅拌1~ 3 h后，离心，干燥，固体在400~600℃下煅烧3~6 h，自然冷却至室温。再将得到的固体分散 到氢氟酸中（1~5 mol/L），室温搅拌6 h后离心分离。固体经去离子水洗涤数次后，在150℃ 下干燥10 h，得到介孔三氧化钨；产率约为80-90 %。

（2）锰钙氧化物的制备。磁搅拌下，将一水乙酸钙与四水乙酸锰溶解在去离子水后缓慢加入KOH水溶液（1-10 mol/L），得到棕色悬浮液，再逐滴加入KMnO4（0.02-0.1 mol/L）水溶液，持续搅拌反应5~10h 后，离心分离，固体经去离子水洗涤数次，干燥真空，再在氩气气氛的管式炉中于300~600℃ 下煅烧2~8 h，得到锰钙氧化物；产率约为90-95 %。

（3）钨锰钙/介孔三氧化钨复合物催化剂的制备。将介孔三氧化钨与锰钙氧化物放入加入到球磨罐中，在星型球磨机上于300~500 rpm 下室温研磨3-10 h后，分散至去离子水中，超声反应5-20 h。离心分离，固体经干燥真空后， 在氩气气氛的管式炉中于200~600℃下煅烧1~4 h，得到可用于制备光阳极的钨锰钙/介孔三氧化钨复合物。产率约为90-98 %。

由介孔三氧化钨、层状锰钙氧化物复合物构成的催化剂，具有高的光催化活性和稳定性；制备的介孔三氧化钨与层状的锰钙氧化物通过物理研磨、超声剥离沉 积及高温煅烧后在介孔三氧化钨表面形成了岛状钨锰钙三元复合物，可作为制备光电化学 池的光阳极催化材料，使用该复合材料制备的光阳极具有稳定性好、光响应范围广、催化活 性高、制备方法简单、不含贵金属、不污染环境等特点。

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