等离子体电解氧化技术合成三氧化钨

随着现代工业高速发展，大量工业废水等未经处理或处理未达标直接排放到自然界中，对环境造成巨大的污染破坏，严重到影响人类的身体健康。光催化是指让可见光照射到水溶液中的半导体粉末时，染料分子被分解为CO₂、H₂O等对环境无害物。

利用半导体材料做催化剂处理工业废水具有处理率高、能耗低等特点。在各类光催化剂中，三氧化钨具有带隙能低(约2.7eV)、比表面积大、表面活性高、光稳定性高等优点，是继TiO₂之后颇具潜力的半导体光催化剂。

传统纳WO₃的制备方法有气相法、固相法和液相法等。气相法具有设备昂贵、成本高、操作复杂等缺点不利于工业化生产；固相法分解时易产生一些有毒气体，对环境产生污不利影响；液相法中，主要有溶胶- 凝胶法、沉淀法、微乳法等。溶胶-凝胶法存在原料价格昂贵，合成周期长等缺点；沉淀法有 杂质难去除、易团聚等缺点；而微乳法则所消耗表面活性剂及容量很多，难去除，成本高。

为了提升效率和降低成本，有学者采用等离子体电解氧化技术进行光催化剂研究，等离子体电解氧化技术又称微弧氧化，该技术广泛应用于阀金属(如Al、Mg、Ti、Zr等)及其合金的表面改性，在金属表面生成耐磨、耐蚀、生物相容性等性能的陶瓷氧化膜。利用该技术合成微纳米三氧化钨粉体，具有成品率高，操作简单，省时省力等优点，其主要过程包括：

(1)纯铝试样的预处理；

将工业纯铝样品切成大小为20×10mm的试样，将铜导线与样品连接，用环氧树脂密封试样，待树脂固化以后依次用600#、1000#、2000#的SiC砂纸打磨抛光试样。用自来水冲洗，用酒精超声清洗，再用去离子水冲洗数次，吹干。

(2)电解液的制备；

所述电解溶液组成是，每1000mL去离子水含：Na2WO4•2H2O：10g；

(3)微弧氧化电源参数设置；

采用恒流交流脉冲模式，正电流密度：50A/dm2，负电流密度：0，频率：100Hz，正负占空比均为：20％。

(4)微纳米WO₃粉体制备工艺步骤；

将纯铝样品作为阳极，钢板作为阴极，放入电解液中并连接导线，电解液中放入磁子，放在磁力搅拌机上进行搅拌。用循环冷却系统对电解液进行冷却以确保系统处于20℃ 的恒温条件。设置电源参数，打开电源，处理1h以后，关闭电源，取出样品，倒出电解液，将电解液静置几小时，倒出上层清液，将沉淀用去离子水冲洗数次，烘干，最终得三氧化钨。

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