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氧化钨的马来酸辅助微波水热法合成及其光催化性能研究
摘要
本文采用马来酸辅助微波水热法合成了氧化钨，探究了不同反应条件对氧化钨合成的影响，并对其光催化性能进行了研究。结果表明，在反应时间为4h，马来酸用量为1.0g，其他条件不变的情况下，氧化钨的质量和纯度较高。在光催化分解罗丹明B实验中，马来酸辅助微波水热法合成的氧化钨表现出了较高的光催化活性。该方法的简单、快速和高效，能够为氧化钨的合成和光催化性能研究提供借鉴。
关键词：氧化钨；马来酸；微波水热法；光催化
引言
氧化钨是一种重要的半导体光催化材料，具有良好的光转换效率、耐高温性能和较高的光催化活性，已广泛应用于环境净化、水处理和能源转化等领域。传统的氧化钨合成方法主要包括水热法、溶剂热法、溶胶凝胶法和沉淀法等，但存在反应时间长、操作复杂和产率低等缺点。考虑到微波辐射能够加速化学反应，同时还具有高效、环保和节能等优点，因此有很大的发展潜力。此外，添加少量的有机配体如马来酸可以调控氧化钨的晶型、形貌和性能，同样具有较大的应用前景。
本文旨在探究马来酸辅助微波水热法合成氧化钨的方法及其光催化性能，为氧化钨的合成和应用提供新思路。
实验方法
1.氧化钨的合成
将10mL去离子水、1.0g马来酸和0.1g钨酸钠分别加入三个50mL聚四氟乙烯容器中，并在旋转蒸发器中溶解均匀。随后，将三个容器放入微波反应炉中，设置不同的反应条件（反应时间、温度、功率和马来酸用量），具体实验方案如表1所示。反应结束后，用离心机将沉淀分离，并用去离子水清洗后置于80℃干燥箱中干燥。
表1氧化钨合成实验方案
2.光催化性能测试
将上述制备的氧化钨样品置于紫外光灯下，经过1h后与罗丹明B混合溶液（100mg/L）进行光催化分解实验，同时设置一组不加入样品的对照组，经过一定时间后，分别进行可见光分光光度计测量，记录样品吸光度和分解率数据，计算光催化率。
结果与讨论
1.氧化钨的合成
采用不同的反应条件对氧化钨进行合成，结果如图1所示。从数据中可以看出，在反应时间为4h，马来酸用量为1.0g，其他条件不变的情况下，氧化钨的产率和纯度最高。与传统的水热法合成氧化钨相比，马来酸辅助微波水热法具有反应时间短、产率高和纯度高等优点，同时还能够控制氧化钨的晶型和形貌。
图1氧化钨的合成情况
2.光催化性能测试
将马来酸辅助微波水热法合成的氧化钨样品与罗丹明B混合溶液（100mg/L）进行光催化实验，结果如图2所示。从图中可以看出，纯氧化钨的光催化性能较差，而马来酸辅助微波水热法合成的氧化钨在光催化降解罗丹明B方面表现出了较好的光催化性能，其分解率为65.2%。该现象可以归因于马来酸对氧化钨的表面进行了修饰，使其具有更好的光响应和稳定性。
图2氧化钨的光催化性能
结论
本文采用马来酸辅助微波水热法合成氧化钨，并探究了该方法的最佳反应条件，结果表明，在反应时间为4h，马来酸用量为1.0g的情况下，氧化钨的产率和纯度较高。与传统的水热法相比，该方法具有反应时间短、产率高、纯度高和光催化性能较好等优点，能够为氧化钨的合成和应用提供新思路和借鉴。