文 献 综 述
摘要
随着经济社会的发展，环境污染、能源消耗，温室效应等问题日渐凸显。人们迫切需要一种低污染，高效率的能量利用方式来缓解以上问题，光催化技术，作为一种以太阳能为能量来源，具有绿色环保、高效的优点的新兴技术，在解决以上问题方面具有巨大潜力。但大多数光催化剂电子-空穴复合率高，禁带宽度大，这极大地限制了光催化剂的应用。三氧化钨（WO3）由于其禁带宽度较窄，约为2.80 eV，WO3价带位置相对较高，其光生空穴具有较强的氧化能力，然而，由于光生空穴-电子对的快速重组，纯WO3材料在光催化领域一直未有突破的应用，极大程度上制约了WO3在光催化和能源转化领域的应用。除了WO3外，WS2作为典型的过渡族金属硫化物，具有和石墨烯类似的层状结构、带隙可调以及极高的比表面积等优势，并且其纳米结构更为均匀。当前许多研究表明，应用于光催化降解有机污染物的催化剂多为N型半导体，例如二氧化钛，但这种物质对可见光的利用率相对较低，WS2是一种间接半导体，带隙远小于二氧化钛，在可见光照射下，可以吸收光子，产生电子-空穴对，生成高反应活性和强氧化性的羟基自由基·OH，进而可以将有机污染物降解为有机小分子，因此在光催化降解领域具有很大的潜力。
本论文通过不同的制备手段得到不同形态结构的WO3/WS2复合材料，研究复合材料的光电性能以及光催化降解、水分解和CO2、N2还原活性，并讨论采用不同反应条件制备不同形貌的WO3/WS2复合材料时对光催化性能的影响，深入对光催化机理的规律性认识。
关键词：光催化 氧化钨 硫化钨 降解
1．前言
随着中国经济的迅速发展，近些年来国内工业产值持续攀高。目前，根据国内相关产业比较总值来看，国内工业总产值占比已经超过百分之四十七，国内的工业化进程已近接近一半，但是虽然成就斐然，可出现的众多诸如环境代价问题、发展瓶颈问题，发展的可持续性等问题已经越来越突出，而中国国内的环境问题也已经成为了一个全国乃至国家政府在战略层面上亟需解决的问题。在当下中国，因雾霾，河流发绿发臭，水土流失等，严重破坏了生态，也影响了人们的身体健康和生活质量。所以环境污染问题不可小觑，要及时解决。
目前，针对有机污染物的处理虽然已经有了应对方法，但是毕竟都有其相应的限制性，随着研究领域的深入，以半导体材料为主的光催化能够氧化降解有机与无机的污染物，没有二次污染，还拥有反应条件温和、降解速率快、降解范围广等优点，在治理环境污染方面得到人们越来越多的重视。然而，目前为止光催化降解领域还有许多不足和尚未解决的谜题，这些需要我们更深入的研究和思考，进而让光催化降解有机污染物得到广泛的应用，为解决目前的环境污染问题做出更大的贡献。水污染是阻碍当今人类社会生存和发展的严重问题之一。传统的污水处理技术存在效果慢、净化不彻底、二次污染等缺点。光催化技术作为一种先进的氧化技术，具有催化氧化性能好、降解速度快、能耗低等优点。纳米氧化钨和硫化钨具有催化氧化活性高、性能稳定、耐光腐蚀、无二次污染等优点。它在污水处理中有着广阔的应用前景，在环境污染治理中越来越重要。
1967年，日本东京大学Honda教授发现用二氧化钛（TiO2）和白金做电极，放在水中并给予光照，便可以分解水，从而将光能转化成化学能，这是最早被观察到的光催化剂效应。随后大量研究证明，不设置外电路，直接将沉积有铂的二氧化钛悬浮于水中，在光照下也能导致水的分解，光催化概念便以此为基础发展起来。经过几十年的发展，光催化技术取得了重大进展，现已被广泛应用于环境、能源等领域。随着各国工业化进程的加快，环境问题日益突出、严峻。以半导体材料为主的光催化剂由于其反应条件温和，降解速率快等优点，对于能源的有效利用与环境保护具有重要意义。除了被研究的最为广泛的TiO2外，钨系材料如WO3和WS2及其二者的复合材料也具有巨大的应用潜力。
2．WO3的光催化作用
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