氧化钨光降解有机污染物

氧化钨光降解有机污染物

氧化钨是所有过渡金属氧化物中比较理想的光反应催化剂，具有催化性能强、价格低廉、无毒、稳定性好等优点。目前氧化钨主要应用乙醛、氯仿、燃料等有机污染物的降解，其原理是将其分解为CO₂及H₂O等无机物质，分解效率高，具有广泛的应用前景。

根据热力学理论，氧化钨表面的空穴将吸附在其表面的OH-和水分子氧化成OH•（自由基）。OH•具有很强的氧化能力，能够氧化大部分的有机污染物及部分无机污染物，并降解为CO₂、H₂O等无害物质。另一方面，氧化钨表面高活性的电子具有很强的还原能力，可以还原去除水体中的重金属离子。

早期的研究工作主要是将纳米粉体半导体催化剂用于消除水环境中污染物，但存在催化剂回收困难、需动力搅拌维持催化剂悬浮、活性成分损失大等缺点。另外，颗粒催化剂可能引起二次污染，难以实现工业化。为克服上述缺点，人们采取了将光催化剂固定化的方法，即将WO3等催化剂固定在玻璃等基体上，但因此不仅降低了催化剂的比表面积，导致与光的作用面积减少，影响了催化活性，而且还存在着催化剂与基体结合强度低以及基体材料耐酸碱性能差等问题，不利于工业化应用。

近几年来，许多新型纳米结构的催化剂，如纳米孔、纳米管、纳米线、纳米棒，因其具有较大的比表面积，可显著提高催化剂的光催化活性及光电转换效率，引起了人们的广泛关注。如采用电化学阳极氧化法制备的WO3自组装纳米多孔阵列，极大地提高了薄膜催化剂的比表面积。与粉体光催化剂相比，具有一定纳米结构的固定化膜催化剂能够显著提高光催化能力。