WOx/TiO2光催化劑的可見光催化活性機理研究

任小賽(咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 712000)

0 引言

光催化劑，最早出現于上世紀70年代，它主要是借助光催化轉換的規律，人工創造出來的納米技術形態。隨著我國化學、生物研究的深入性逐步加強，以WOx/TiO2光催化劑為代表的活性機理探究，逐步成為相關學者研究的主要形態，它也為當代材料開發與研究提供了理論參考。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

本次實驗期間所應用到的材料包括WOx/TiO2光催化劑薄膜制備相關材料、催化劑檢驗儀器、活性分子檢驗儀器等。

1.2 實驗方法

結合WOx/TiO2光催化劑的活性機理探究課題，將實驗方法要點整合為：

(1)WOx/TiO2光催化劑薄膜制備。以普通玻璃片為基礎材料，在阻隔層SiO2的作用下，應用凝膠將TiO2薄膜提拉出來；其次，實行熱處理操作。第一環節的熱處理采取磁控處理法操作1h，第二環節熱處理采取薄膜處理法加熱5～8h，處理操作結束后薄膜恒溫放置45～60min后，繼續后續步驟。

(2)對催化劑的表征情況進行判斷。運用專業儀器對物質表層催化劑進行判斷。實驗中所采用催化劑真空分辨壓力為2×10-8Pa,玷污灰284.5eV，數據采集為1.0[1]。

(3)光催化活性驗證。將2～4根4瓦的日光燈管并聯起來，并運用8片玻璃將其分為2組，按照1～2組采用WOx/TiO2薄膜處理法，剩余部分采用單純TiO2處理法進行實驗。同時，每組光源之間的間隔距離控制在1～2cm之間，構建一個日光層隧道，并運用不銹鋼通氣管進行處理密封處理，先運用氧氣對內部空間清洗30min，然后打開所有光源，每間隔3h進行取樣，并運用專業設備對樣品進行檢測[2]。

2 實驗結果與分析

結合實驗中相關環節的記錄內容，將實驗結果與分析要點整合如下：

(1)日光燈持續性照射后，WOx/TiO2薄膜對二甲苯的降解率出現明顯變化，本次實驗共計檢測3次，分別為33.19%，49.33%，89.18%，而單純運用TiO2對二甲苯進行降解時，三次檢測結果分別為15.17%，20.19%，45.77%，兩組數據對比差異較大，說明WOx/TiO2薄膜對二甲苯的處理效果更好更可靠。

(2)催化劑組的光膜處理時，WOx/TiO2薄膜部分的量子計算分析結構中，顆粒結構之間的密度越小，后續顆粒之間的間隔密度越低；而單純的TiO2部分的量子薄膜顆粒結構，在持續性二甲苯降解過程中并未發生較為直觀的變化。結果表明，光催化劑WOx/TiO2薄膜具有一定的調節作用，這種特征在二甲苯凈化、降解中的作用最為明顯。

(3)WOx/TiO2薄膜在持續性分子運動狀態下，分子薄膜切線與光子能量曲線之間的變化規律呈現出了明顯的差異性。WOx/TiO2薄膜曲線的變化，是按照結構曲線規律進行周期改變，而單純的TiO2主要是通過單純分子無規律變化法進行調節。也就是說，在WOx/TiO2薄膜的作用下，分子結構內部的各類量子條件都將隨著分子光感效果發生變化，這一規律也是WOx/TiO2薄膜操作過程中的機理特征。

(4)WOx/TiO2薄膜在持續性取樣處理期間，光波本身的反射能力也會在WOx/TiO2薄膜的作用下增強。一方面，WOx/TiO2薄膜與金屬鎢結合后，金屬活躍度將大大提升，則薄膜原有的二甲苯吸收能力也將在一定程度上得到提升；另一方面，WOx/TiO2薄膜與單純的TiO2結構相比，其電子軌道峰位變化，而單純的曲線結構為單層結構曲線價值形態，相比來說，自然前者對二甲苯的調控能力更高。

3 實驗討論

結合實驗流程、結果，將WOx/TiO2光催化劑的可見光催化活性機理探討研究內容整合如下：

3.1 光催化吸收機理

WOx/TiO2薄膜作為最常見的光催化劑形態，最基礎的開發原理是利用光催化吸收能力強的機理特點。其一，光催化劑WOx/TiO2薄膜中，實現了快速化的光吸收和感應，它能夠依據主體物質本身的光吸收情況，適當的進行催化能力調節，且WOx/TiO2薄膜的輔助時間越長，該種效果越明顯。實驗中WOx/TiO2薄膜三次的實驗結果分別為33.19%，49.33%，89.18%，均證明了WOx/TiO2薄膜的這一優勢。其二，無論是WOx/TiO2薄膜作的光輔助還是機理調節，資源應用都有較好的催化活躍性作用。比如，實驗期間運用WOx/TiO2薄膜作進行催化時，二甲苯的處理效果就比較高。

在利用WOx/TiO2薄膜光催化劑的過程中，有序實行薄膜要素因子靈活程度的綜合把握與控制，不僅起到了較好的光催化作用，還實現了光資源的綜合開發與科學化運用。

3.2 催化密度調節機理

WOx/TiO2薄膜在分子結構綜合調節與控制的環境下，實行催化劑資源的靈活性調節，其中最具代表性的，是催化劑光膜結構處理時的分子結構特征的運用。

其一，WOx/TiO2薄膜處于光子可以依據顆粒結構的大小，適當的進行催化劑分子活躍度的調節。比如，WOx/TiO2薄膜在二甲苯含量較高的狀態下，顆粒之間的密度比重較高；反之，WOx/TiO2薄膜的分子密度變化情況活躍程度就相對比較低。比如，WOx/TiO2薄膜在二甲苯分子凈化的期間，分子結構之間的密度變化情況，清晰表明了WOx/TiO2光催化劑的這一特征。

其二，WOx/TiO2具有較強烈的分子薄膜調節能力，它可以借助分子結構之間的變化情況，對空間內的污染物質進行凈化調節。比如，WOx/TiO2薄膜在進行二甲苯處理期間，就主要是通過分子局部區域空間因素調節法，對薄膜光子處理情況給予相應判斷，這些都是對WOx/TiO2光催化劑作用綜合判斷的體現。

3.3 光子曲線變化機理

WOx/TiO2光催化劑的活性機理特征分析，也應從光子曲線變化視角上進行問題探究。

其一，WOx/TiO2薄膜在光子曲線變化的狀態下，內部機理的活躍性變化情況，也可以通過光子曲線變化機理特征進行相應分析。比如，本次實驗中WOx/TiO2薄膜曲線的變化機理中，單純TiO2與WOx/TiO2薄膜曲線分子之間的活躍性規律差異變化特征明顯。

其二，WOx/TiO2光催化劑本身的活躍性也與薄膜的分子運行狀態之間有著密切的聯系，只要催化環境達到了與WOx/TiO2薄膜相互均衡的狀態，WOx/TiO2光催化劑的分子活躍性就會實現明顯性改變與提升。

其三，利用WOx/TiO2薄膜結構原理，進行二甲苯清除和降解的過程中，做好光子曲線變化機理的調節與把握，可通過局部光子曲線變化規律的方式，對活性機理催化劑情況進行綜合管理與科學性判斷。

3.4 WOx/TiO2薄膜對金屬反應機理把握

WOx/TiO2薄膜降解二甲苯的反應機理，是最常見、也是金屬反應機理效果最強的一種資源處理形式。

其一，WOx/TiO2薄膜可以依據金屬內離子的活躍程度，對WOx/TiO2薄膜的催化作用進行考量。如果WOx/TiO2薄膜對于二甲苯的吸收能力較高中，則后續應用期間金屬物質反應的靈敏度也將大大提高。

其二，WOx/TiO2薄膜在光環境下，對金屬物質內部的離子分解速率也將出現較大的改變。

4 結語

綜上所述，WOx/TiO2光催化劑的可見光催化活性機理研究，是化工資源探索研究的理論歸納。在此基礎上，本文通過光催化吸收機理、催化密度調節機理、光子曲線變化機理、WOx/TiO2薄膜對金屬反應機理把握，探究WOx/TiO2光催化劑的可見光催化效果。因此，本文研究結果將為化工資源綜合開發提供新思路。