WOx/TiO2光催化剂的可见光催化活性机理研究

任小赛(咸阳职业技术学院，陕西 咸阳 712000)

0 引言

光催化剂，最早出现于上世纪70年代，它主要是借助光催化转换的规律，人工创造出来的纳米技术形态。随着我国化学、生物研究的深入性逐步加强，以WOx/TiO2光催化剂为代表的活性机理探究，逐步成为相关学者研究的主要形态，它也为当代材料开发与研究提供了理论参考。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

本次实验期间所应用到的材料包括WOx/TiO2光催化剂薄膜制备相关材料、催化剂检验仪器、活性分子检验仪器等。

1.2 实验方法

结合WOx/TiO2光催化剂的活性机理探究课题，将实验方法要点整合为：

(1)WOx/TiO2光催化剂薄膜制备。以普通玻璃片为基础材料，在阻隔层SiO2的作用下，应用凝胶将TiO2薄膜提拉出来；其次，实行热处理操作。第一环节的热处理采取磁控处理法操作1h，第二环节热处理采取薄膜处理法加热5～8h，处理操作结束后薄膜恒温放置45～60min后，继续后续步骤。

(2)对催化剂的表征情况进行判断。运用专业仪器对物质表层催化剂进行判断。实验中所采用催化剂真空分辨压力为2×10-8Pa,玷污灰284.5eV，数据采集为1.0[1]。

(3)光催化活性验证。将2～4根4瓦的日光灯管并联起来，并运用8片玻璃将其分为2组，按照1～2组采用WOx/TiO2薄膜处理法，剩余部分采用单纯TiO2处理法进行实验。同时，每组光源之间的间隔距离控制在1～2cm之间，构建一个日光层隧道，并运用不锈钢通气管进行处理密封处理，先运用氧气对内部空间清洗30min，然后打开所有光源，每间隔3h进行取样，并运用专业设备对样品进行检测[2]。

2 实验结果与分析

结合实验中相关环节的记录内容，将实验结果与分析要点整合如下：

(1)日光灯持续性照射后，WOx/TiO2薄膜对二甲苯的降解率出现明显变化，本次实验共计检测3次，分别为33.19%，49.33%，89.18%，而单纯运用TiO2对二甲苯进行降解时，三次检测结果分别为15.17%，20.19%，45.77%，两组数据对比差异较大，说明WOx/TiO2薄膜对二甲苯的处理效果更好更可靠。

(2)催化剂组的光膜处理时，WOx/TiO2薄膜部分的量子计算分析结构中，颗粒结构之间的密度越小，后续颗粒之间的间隔密度越低；而单纯的TiO2部分的量子薄膜颗粒结构，在持续性二甲苯降解过程中并未发生较为直观的变化。结果表明，光催化剂WOx/TiO2薄膜具有一定的调节作用，这种特征在二甲苯净化、降解中的作用最为明显。

(3)WOx/TiO2薄膜在持续性分子运动状态下，分子薄膜切线与光子能量曲线之间的变化规律呈现出了明显的差异性。WOx/TiO2薄膜曲线的变化，是按照结构曲线规律进行周期改变，而单纯的TiO2主要是通过单纯分子无规律变化法进行调节。也就是说，在WOx/TiO2薄膜的作用下，分子结构内部的各类量子条件都将随着分子光感效果发生变化，这一规律也是WOx/TiO2薄膜操作过程中的机理特征。

(4)WOx/TiO2薄膜在持续性取样处理期间，光波本身的反射能力也会在WOx/TiO2薄膜的作用下增强。一方面，WOx/TiO2薄膜与金属钨结合后，金属活跃度将大大提升，则薄膜原有的二甲苯吸收能力也将在一定程度上得到提升；另一方面，WOx/TiO2薄膜与单纯的TiO2结构相比，其电子轨道峰位变化，而单纯的曲线结构为单层结构曲线价值形态，相比来说，自然前者对二甲苯的调控能力更高。

3 实验讨论

结合实验流程、结果，将WOx/TiO2光催化剂的可见光催化活性机理探讨研究内容整合如下：

3.1 光催化吸收机理

WOx/TiO2薄膜作为最常见的光催化剂形态，最基础的开发原理是利用光催化吸收能力强的机理特点。其一，光催化剂WOx/TiO2薄膜中，实现了快速化的光吸收和感应，它能够依据主体物质本身的光吸收情况，适当的进行催化能力调节，且WOx/TiO2薄膜的辅助时间越长，该种效果越明显。实验中WOx/TiO2薄膜三次的实验结果分别为33.19%，49.33%，89.18%，均证明了WOx/TiO2薄膜的这一优势。其二，无论是WOx/TiO2薄膜作的光辅助还是机理调节，资源应用都有较好的催化活跃性作用。比如，实验期间运用WOx/TiO2薄膜作进行催化时，二甲苯的处理效果就比较高。

在利用WOx/TiO2薄膜光催化剂的过程中，有序实行薄膜要素因子灵活程度的综合把握与控制，不仅起到了较好的光催化作用，还实现了光资源的综合开发与科学化运用。

3.2 催化密度调节机理

WOx/TiO2薄膜在分子结构综合调节与控制的环境下，实行催化剂资源的灵活性调节，其中最具代表性的，是催化剂光膜结构处理时的分子结构特征的运用。

其一，WOx/TiO2薄膜处于光子可以依据颗粒结构的大小，适当的进行催化剂分子活跃度的调节。比如，WOx/TiO2薄膜在二甲苯含量较高的状态下，颗粒之间的密度比重较高；反之，WOx/TiO2薄膜的分子密度变化情况活跃程度就相对比较低。比如，WOx/TiO2薄膜在二甲苯分子净化的期间，分子结构之间的密度变化情况，清晰表明了WOx/TiO2光催化剂的这一特征。

其二，WOx/TiO2具有较强烈的分子薄膜调节能力，它可以借助分子结构之间的变化情况，对空间内的污染物质进行净化调节。比如，WOx/TiO2薄膜在进行二甲苯处理期间，就主要是通过分子局部区域空间因素调节法，对薄膜光子处理情况给予相应判断，这些都是对WOx/TiO2光催化剂作用综合判断的体现。

3.3 光子曲线变化机理

WOx/TiO2光催化剂的活性机理特征分析，也应从光子曲线变化视角上进行问题探究。

其一，WOx/TiO2薄膜在光子曲线变化的状态下，内部机理的活跃性变化情况，也可以通过光子曲线变化机理特征进行相应分析。比如，本次实验中WOx/TiO2薄膜曲线的变化机理中，单纯TiO2与WOx/TiO2薄膜曲线分子之间的活跃性规律差异变化特征明显。

其二，WOx/TiO2光催化剂本身的活跃性也与薄膜的分子运行状态之间有着密切的联系，只要催化环境达到了与WOx/TiO2薄膜相互均衡的状态，WOx/TiO2光催化剂的分子活跃性就会实现明显性改变与提升。

其三，利用WOx/TiO2薄膜结构原理，进行二甲苯清除和降解的过程中，做好光子曲线变化机理的调节与把握，可通过局部光子曲线变化规律的方式，对活性机理催化剂情况进行综合管理与科学性判断。

3.4 WOx/TiO2薄膜对金属反应机理把握

WOx/TiO2薄膜降解二甲苯的反应机理，是最常见、也是金属反应机理效果最强的一种资源处理形式。

其一，WOx/TiO2薄膜可以依据金属内离子的活跃程度，对WOx/TiO2薄膜的催化作用进行考量。如果WOx/TiO2薄膜对于二甲苯的吸收能力较高中，则后续应用期间金属物质反应的灵敏度也将大大提高。

其二，WOx/TiO2薄膜在光环境下，对金属物质内部的离子分解速率也将出现较大的改变。

4 结语

综上所述，WOx/TiO2光催化剂的可见光催化活性机理研究，是化工资源探索研究的理论归纳。在此基础上，本文通过光催化吸收机理、催化密度调节机理、光子曲线变化机理、WOx/TiO2薄膜对金属反应机理把握，探究WOx/TiO2光催化剂的可见光催化效果。因此，本文研究结果将为化工资源综合开发提供新思路。