包覆型催化剂WO_3_TiO_2制备及其光催化性能

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1、第18卷第4期中国有色金属学报2008年4月Vol.18No.4TheChineseJournalofNonferrousMetalsApr.2008文章编号：1004-0609(2008)04-0682-06包覆型催化剂WO3-TiO2的制备及其光催化性能童海霞，陈启元，尹周澜，胡慧萍，李洁，赵理(中南大学化学化工学院，长沙410083)摘要：以钛酸丁酯为钛源，采用水解法制备金红石型TiO2粉体，用浸渍法将制备的TiO2粉体包覆不同浓度的WO3(记为WO3-TiO2)，并采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(LRS)、透射电镜(TEM)和紫外−可见漫反射光谱(DRS)3+等手段对

2、所得的光催化剂进行了表征。以紫外光为光源，Fe为电子牺牲剂，包覆型WO3-TiO2粉体为光催化剂，通过光催化分解水析氧实验，研究催化剂的光催化活性。结果表明：WO3包覆能显著提高TiO2的光催化活性，在12h内，包覆2%WO3的TiO2光催化分解水产氧速率最高，达到约420µmol/(L·h)。关键词：金红石型TiO2；WO3；光催化；析氧中图分类号：O643.32文献标识码：APreparationandphotocatalyticactivityofTiO2photocatalystcoatedwithWO3TONGHai-xia,CHENQi-yuan,YINZhou-la

3、n,HUHui-ping,LIJie,ZHAOLi(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:TherutileTiO2powderphotocatalystwaspreparedbyhydrolysisprocess,anditwascoatedwithWO3bydippingprocessusingtetrabutyltitanate(C16H36O4Ti)asrawmaterial.Thecatalystswerecharacter

4、izedbyXRD,Ramanspectra(LRS),TEManddiffusereflectanceUV-Visspectra(DRS).ThephotocatalyticactivityofWO3-TiO2wasstudied3+throughthesplitingwaterforO2evolutionusingultravioletlampandFeaslightsourceandelectronacceptor,respectively.TheresultsindicatethatWO3coatingcanimprovethephotocatalyticactivity

5、ofTiO2obviously.TheoptimumconcentrationofcoatedWO3is2%.ThemaximumspeedofO2evolutionfor2%(molefraction)coatedWO3-TiO2catalystis420µmol/(L·h).Keywords:rutileTiO2;WO3;photocatalysis;O2evolution氢能的高效及无污染等优点使人们对光催化分解于纯TiO2的光催化活性和光分解水的速率偏低，难于[5]水的研究越来越关注，上个世纪日本学者FUJISHIMA工业化应用，故提高TiO2的光活性和光催化速率已3+和

6、HONDA利用n—型半导体TiO2电极光分解水放出成为重要的研究方向。TiO2复合半导体，如Ru/[1][6][7]3+3+2+2+6+5+氢气，TiO2由于具有价廉、无毒、氧化能力强、稳TiO2、B/TiO2、Ru、Fe、Cd、Pt、W、Mo、5+2+3+3+4+6+[8][9]定性好、禁带宽及易于回收等特性而倍受人们青V、Pb、Rh、La、Ce和Cr/TiO2、TiO2-SiO2、[2−3][4][10][11]睐。李敦钫等认为TiO2是一个典型的用于光催TiO2-Al2O3和V2O5/TiO2-Al2O3、TiO2-La2O3、TiO2-[12][13][14]化分解水的简

7、单氧化物。当TiO2吸收能量大于其禁带WO3、Pt-TiO2、NiO和WO3-TiO2以及RuO2-[15]宽度的光后，价带电子跃迁至导带成为光电子，而在其TiO2等能提高其光催化效率，因而引起广泛关注。[16]表面留下空穴，使得二氧化钛具有氧化性。然而，由另一方面，蔡铁军等对复合催化剂NdPW12O40/TiO2基金项目：国家高技术研究发展规划资助项目(2002AA327140)；湖南省自然科学基金资助项目(08JJ3022)收稿日期：2007-09-30；修订日期：2008-