氧化钨掺杂二氧化钛光催化剂

随着现代化工业的发展，大气污染、水污染和土壤污染情况日益恶化，人们切身感受到环境污染给自己带来的危害，保护环境就是拯救自己。人们急需一种成本低、 效率高能进行无毒降解净化。

光催化就是利用太阳光或其它光源的光能将空气、 水域和土壤等环境中的污染物进行无毒降解净化，其核心就是光催化剂的使用。常见的光催化剂包括氧化钨、氧化钛、氧化锌、氧化铋等。

最常见的是三氧化钨和二氧化钛，但是这两种材料都有着各自的缺点。二氧化钛 TiO₂ 是世界公认的无毒且性能优良的半导体材料，但作为光催化剂时有两个主要缺点。其一是，TiO₂的能带 Eg 为 3.2eV只能由占太阳光能谱 8.7％的紫外光 激发其性能。其二是， TiO₂ 的表面酸性太弱，吸附并降解污染物分子的能力受到限制。

因此，研究学者将氧化钨掺杂二氧化钛光催化剂，在表面包裹 WO₃薄层后进一步用硫酸根酸化提高其酸性，综合两者的优势，而且两者的化学性质都不会发生改变， 本身无毒且容易携带操作， 不会形成二次污染。其制备过程为：

1、使用氧化钨 WOx(2 ≤ x ≤ 3)， 包括并不限定于黄色氧化钨 (WO₃)、 蓝色氧化钨(WO_2.9)、 紫色氧化钨 (WO_2.72)。将 TiO₂ 粉末分散到一定浓度的氧化钨的乙醇等液体介质中，再利用超声波、 电磁搅拌子或机械搅拌器等进行充分搅拌， 并同时加热反应容器或利 用真空泵等设备移除溶剂， 直至成为固体块状物，然后将固体块状物磨碎， 在空气或氧气气氛中煅烧 (300 ～ 700℃ ) 变成 WOx-TiO₂ 粉末。

2、将 WOx-TiO2 粉末在 0.5 ～ 3M 的氯磺酸溶液中浸泡并搅拌， 完全浸泡后， 将 WOx-TiO₂ 粉末快速取出， 该过程要尽量隔绝空气中的水汽， 并转移到 120℃的马福炉中挥发溶剂并恒温煅烧 24 小时， 在 300 ～ 600℃之间的空气或氧气气氛中恒温煅烧若干小时后冷却变成SO₄ WOx-TiO₂ 光催化剂。

3、TiO2 粉末经过包裹氧化钨和硫酸根酸化两步后， 变成了硫酸根酸化后的氧化钨掺杂二氧化钛光催化剂 SO₄ -WOx-TiO₂， 可以直接或间接利用在杀菌消毒， 空气污染、材料表面去污自净、 水域污染或土壤污染的治疗上， 也可以按照具体应用要求简单改成涂层或其它形式的光催化剂材料。

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