氧化鎢如何取代二氧化鈦光催化劑?

隨著現代化工業的發展,大氣污染,水污染,土壤污染,污泥及生活垃圾帶來的微生物等有害物質都嚴重惡化,因此有人每天都憂慮自己呼吸的空氣,喝的水和吃的飯菜水果是否被污染過剩,是否有毒。因此,科學家們利用太陽光或其他光源的光能將空氣,水域和土壤進行無毒降解。而為了進一步提高淨化效率,有人提出可以用氧化鎢取代二氧化鈦光催化劑。

紫氧化鎢圖片

氧化鎢取代二氧化鈦光催化劑的方法包括包裹氧化鎢WOx和硫酸根酸化兩個步驟。

第一步,包裹氧化鎢。

氧化鎢WOx,並不限定於黃色氧化鎢,藍色氧化鎢,紫色氧化鎢,褐色氧化鎢和其他形態的氧化鎢。

將TiO2粉末分散到一定濃度的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨溶液中,或分散到鎢酸的氨水溶液中,或分散到已經商業化的各種氧化鎢的乙醇等液體介質中,再利用超聲波,電磁攪拌子或機械攪拌器等進行充分攪拌,並同時加熱反應容器或利用真空泵等設備可除去溶劑,直到成為固體塊狀物,然後將固體塊狀物磨碎,在空氣或氧氣氣態中煆燒(300〜700°C)變成WOx-TiO2粉末。WOx在WOx-TiO2中的物質的量比例也即摩爾比例為(1〜6):100,增減氧化鎢原料的加入量就可以隨意改變該比例。

二氧化鈦機結構圖

第二步,硫酸根酸化。

將WOx-TiO2粉末在0.5〜3M的氯磺酸溶液中浸泡並攪拌,最佳溶劑是二氯甲苯,完全浸漬後,將WOx-TiO2粉末快速取出,該過程要儘量降低空氣中的水汽,並轉移到120°C的馬福爐中揮發溶劑並進行煆燒24小時,在300〜600°C之間的空氣或氧氣溫度中煆燒數小時後冷卻變成SO42IOx-TiO2光催化劑。

更安全的硫酸根酸化過程是在包括不確定限定的0.05〜3M的硫酸,硫酸銨,硫代硫酸銨,硫化銨等水溶液中進行,這些溶液無明顯吸濕性和腐蝕性,操作過程與在ClSO3H溶液中相似,完全浸漬後取出乾燥或繼續加熱容器直至溶劑全部被除去或蒸幹,然後在300〜600°C之間的空氣或氧氣氣氛中恒溫煆燒數小時後冷卻變成SOf-WOx-TiO2光催化劑,SO42-在SOf-WOx-TiO2中的物質的量比例也即摩爾比例為(0〜10):100,SO42-的比例可隨硫酸根原料的攝入量而隨意改變。

TiO2粉末經過包裹氧化鎢和硫酸根酸化兩步後,變成了硫酸根酸化後的氧化鎢取代雜二氧化鈦光催化劑S042_-W0x-Ti02,可以直接或間接利用在殺菌消毒,空氣污染,材料表面去汙自淨,水域污染或土壤污染的治療上,也可以按照具體應用要求簡單改成塗層或其他形式的光催化劑材料。

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