氧化钨改性二氧化钛纳米管光催化剂

TiO₂光催化剂由于其优异的光催化性能、不易发生光腐蚀和化学腐蚀、无毒且价格低廉等诸多优点成为国内外学者的研究热点。

然而，由于二氧化钛较宽的禁带宽度（锐钛矿相3.2eV），只能吸收紫外光，致使其对太阳光的利用率不高，需要对其进行可见光改性。在所有的改性方法中，与另一种禁带宽度较窄的金属氧化物半导体复合是非常有效的途径。在所有的金属氧化物半导体中，氧化钨（WO₃）由于其合适的禁带宽度及能带位置而倍受推崇。

目前，对于二氧化钛纳米管的三氧化钨掺杂改性方法主要有电化学沉积法、水热法、溶胶凝胶法、湿化学法。传统的湿化学法一般以仲钨酸铵（APT）为钨源配制成为一定浓度的溶液，再将制得的纳米管浸入其中一定时间后， 取出高温煅烧形成氧化钨（WO3）颗粒分布在管壁上。但该方法所得的改性的二氧化钛纳米管的光催化活性不高，即在可见光下对30mL的浓度为10mg/L的甲基橙水溶液中的甲基橙的降解率仅为39%。

为了解决氧化钨改性二氧化钛纳米管的光催化活性不高等技术问题，研究人员尝试改进其制备合成的方法，其技术方案为：

（1）、钛片的清洗

将厚0.1mm，纯度99.9%的钛片剪裁成规格为20mm×45mm的钛片，依次于丙酮、乙 醇、去离子水中超声清洗15min以去除表面油污，空气中风干后，于按体积比，即由氢氟酸：浓硝酸：水为1:4:5的比例而组成的抛光液中进行化学抛光15s，以去除表面氧化物，然后用 去离子水清洗干净，空气中风干备用；

（2）、以步骤（1）清洗后的钛片为阳极，钛板为阴极，于电解液中进行阳极氧化1h 后，用去离子水冲洗，然后空气中风干，然后以5℃/min的升温速率升至450℃，煅烧1h，得到表面有二氧化钛纳米管阵列薄膜的钛片；

所述的电解液，按重量百分比计算，为含0.5%的NH4F、1%的1MKOH水溶液的乙二醇溶液；

（3）、将步骤（2）所得的表面有二氧化钛纳米管阵列薄膜的钛片浸于浓度0.5M的稀硫酸水溶液中4h，取出风干后再浸入浓度为0.3mM的仲钨酸铵水溶液中2h，取出风干后于马弗炉中以5℃/min的升温速率升至450℃，煅烧1h，得到有效面积为8cm²的氧化钨改性的二氧化钛纳米管。

制备方法所得的氧化钨改性的二氧化钛纳米管比采用传统的湿化学法所得的氧化钨改性的二氧化钛纳米管在模拟可见光的照射下降解10mg/L甲基橙水溶液的降解率提高了46-53%，降解率在85%左右。

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