氧化鎢改性二氧化鈦納米管光催化劑

TiO₂光催化劑由於其優異的光催化性能、不易發生光腐蝕和化學腐蝕、無毒且價格低廉等諸多優點成為國內外學者的研究熱點。

然而，由於二氧化鈦較寬的禁帶寬度（銳鈦礦相3.2eV），只能吸收紫外光，致使其對太陽光的利用率不高，需要對其進行可見光改性。在所有的改性方法中，與另一種禁帶寬度較窄的金屬氧化物半導體複合是非常有效的途徑。在所有的金屬氧化物半導體中，氧化鎢（WO₃）由於其合適的禁帶寬度及能帶位置而倍受推崇。

目前，對於二氧化鈦納米管的三氧化鎢摻雜改性方法主要有電化學沉積法、水熱法、溶膠凝膠法、濕化學法。傳統的濕化學法一般以仲鎢酸銨（APT）為鎢源配製成為一定濃度的溶液，再將制得的納米管浸入其中一定時間後， 取出高溫煆燒形成氧化鎢（WO3）顆粒分佈在管壁上。但該方法所得的改性的二氧化鈦納米管的光催化活性不高，即在可見光下對30mL的濃度為10mg/L的甲基橙水溶液中的甲基橙的降解率僅為39%。

為了解決氧化鎢改性二氧化鈦納米管的光催化活性不高等技術問題，研究人員嘗試改進其製備合成的方法，其技術方案為：

（1）、鈦片的清洗

將厚0.1mm，純度99.9%的鈦片剪裁成規格為20mm×45mm的鈦片，依次於丙酮、乙 醇、去離子水中超聲清洗15min以去除表面油污，空氣中風乾後，於按體積比，即由氫氟酸：濃硝酸：水為1:4:5的比例而組成的拋光液中進行化學拋光15s，以去除表面氧化物，然後用 去離子水清洗乾淨，空氣中風乾備用；

（2）、以步驟（1）清洗後的鈦片為陽極，鈦板為陰極，於電解液中進行陽極氧化1h 後，用去離子水沖洗，然後空氣中風乾，然後以5℃/min的升溫速率升至450℃，煆燒1h，得到表面有二氧化鈦納米管陣列薄膜的鈦片；

所述的電解液，按重量百分比計算，為含0.5%的NH4F、1%的1MKOH水溶液的乙二醇溶液；

（3）、將步驟（2）所得的表面有二氧化鈦納米管陣列薄膜的鈦片浸於濃度0.5M的稀硫酸水溶液中4h，取出風乾後再浸入濃度為0.3mM的仲鎢酸銨水溶液中2h，取出風乾後於馬弗爐中以5℃/min的升溫速率升至450℃，煆燒1h，得到有效面積為8cm²的氧化鎢改性的二氧化鈦納米管。

製備方法所得的氧化鎢改性的二氧化鈦納米管比採用傳統的濕化學法所得的氧化鎢改性的二氧化鈦納米管在模擬可見光的照射下降解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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