钛钨二元复合光催化剂

光催化作为一种新型的废水处理技术，它以彻底矿化有机污染物为显著优点而受到国内外研究者的普遍关注。光触媒也广泛应用于建筑装修市场和室内车内，光催化过程具有对有机物的降解几乎无选择性，能彻底矿化有机污染物，无二次污染，设备简单，投资少，效果好等独特的优点。

传统的光催化氧化技术采用TiO₂为催化剂，Tio₂物美价廉，唯一不足就是能带带隙较宽(约为3.2ev)，需要能量较高的紫外光才能使其价 带中的电子受激发，而在自然界中，太阳光中的紫外线辐射含量较低，只占太阳光总照度的5％左右，对太阳光的利用率较低，限制了该技术在实际中的应用。

研究发现，钨系催化剂具有良好的催化性能，其WO₃由于其廉价及易得的优点受到青睐，WO₃的能带带隙较窄(2.4eV-2.8eV)，能够充分利用可见光，但其氧化还原能力较弱，所以，研究人员认为，通过改变WO₃结构和负载其他金属可进一步提高光响应范围及光催化性能。例如将二氧化钛与三氧化钨结合，制成钛钨二元复合光催化剂。

钛钨二元复合光催化剂的制备过程包括以下步骤：

步骤1、用电子比重秤称取30g无机钛化合物TiBr₄，加水溶解在100ml烧杯中。

步骤2、采用真空过滤器在过滤介质底侧抽真空，真空压力为60kpa，形成均一的钛化合物溶液。

步骤3、加入质量浓度为10％CO(NH₂)₂溶液50ml，以1滴/秒的速度缓慢添加，此时会逐渐出现均匀沉淀，沉淀均匀析出后，转入到三口瓶中，加热搅拌30min，当温度上升到60℃ 时，缓慢加入蒸馏水，加入质量浓度为5％乙醇酸10ml，利用溶液中阴离子、金属粒子和有机酸形成竞争反应，在无机纳米层的金属粒子和非金属粒子形成表面修饰层，得到表面修饰的无机纳米溶胶，再加入10ml抑制剂无水乙醇和环己烷的混合液，形成混浊的胶体溶液。

步骤4、再向三口瓶中加入质量分数为15％的磷酸二氢铵20ml，20g磷钨酸铵(钨源)，质量分数为20％的硝酸10ml，对于液体物料以2ml/s的速度滴入三口瓶中。

步骤5、滴定结束后，高速搅拌，搅拌速度以不产生气泡和飞溅为准持续，搅拌时间 为1h，将混合液体转移至四氟乙烯反应釜中。

步骤6、光电催化处理：将四氟乙烯反应釜中的混合液体转移至配制好的电化学反 应电磁当中，催化时间30min，光照强度50w紫外灯。

步骤7、向四氟乙烯反应釜中加入5g强氧化剂氯酸进行修饰。

步骤8、将CO(NH2)2、无水乙醇添加到四氟乙烯反应釜中继续沉淀，形成白色的透明胶体。例如添加质量浓度为10％CO(NH2)2溶液50ml和20ml无水乙醇。

步骤9、所得白色的胶体溶液，再经过2次回流，其中第一次回流时间为30min，回流温度为50℃，第2次回流时间为1.5h，回流温度为80℃，最后进行离心(超声离心，时间为 12h)、干燥，最终形成钛钨复合光催化剂。

上述工艺添加钨源最终形成钛钨二元复合光触媒，降低了禁带宽度。还通过光敏化、光电催化或化学修饰等手段改善了粒子结构，形成微介孔粒子，改善粒子表面状态，加强表面对光子的扑捉效率。

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