鎢酸鈣具有高的穩定性、無(wú)毒、電荷轉移和分離效率高等有點(diǎn)，在廢水監測和環(huán)境凈化領(lǐng)域具有潛在的應用。但是，由于采用硝酸鈣和鎢酸為原材料制備鎢酸鈣，容易形成氧化鉤的雜質(zhì)，需要在更高溫度將鈣氧化物和氧化鵠反應才能獲得鎢酸鈣。因此，需要改進(jìn)制備方法，以期在更低溫度下獲得高純的鎢酸鈣。本文以硝酸鈣、鎢酸、檸檬酸、丙烯酰胺為原材料制備了鎢酸鈣光催化劑，并研究了該光催化劑的晶體結構、光學(xué)性質(zhì)和光催化活性。

　　一、實(shí)驗

　　1.1 鎢酸鈣半導體光催化劑的合成

　　稱(chēng)取適量的可溶性硝酸鈣、鎢酸、檸檬酸、丙烯酰胺，其中檸檬酸和丙烯酰胺分別用作絡(luò )合劑和交聯(lián)劑。將稱(chēng)量好的上述試劑按順序依次溶解在80mL去離子水中，每加一種試劑前都需要檢查上一種試劑是否完全溶解。檸檬酸與金屬離子的摩爾比為1.2：1，丙烯酰胺與金屬離子的摩爾比為5：1。當所有試劑溶解后，升溫至80°C，約4h后獲得黑色凝膠體。將凝膠體進(jìn)行干燥、研磨并在700°C進(jìn)行燒結，獲得鎢酸鈣半導體光催化劑。

　　1.2 鎢酸鈣半導體光催化劑的表征

　　采用X射線(xiàn)粉末衍射儀表征鎢酸鈣半導體光催化劑的晶相結構，采用紫外可見(jiàn)分光光度計表征鎢酸鈣半導體光催化劑的光學(xué)性質(zhì)和能帶值，?用分光光度計表征鎢酸鈣半導體光催化劑的光催化活性。

　　二、結果與討論

　　鎢酸鈣半導體光催化劑的晶體結構可通過(guò)XRD圖進(jìn)行觀(guān)察，圖1給出了它的XRD圖譜。

　　由圖可知，所有衍射峰均為鎢酸鈣的峰，與標準JCPDS卡片號為22-1086的峰值完全對應。通過(guò)謝樂(lè )公式(1)，計算鎢酸鈣半導體光催化劑的晶粒尺寸約為37nm。

　　這里，D、k、λ、β、β0和θ分別代表晶粒尺寸、形狀因子，取0.9、入射線(xiàn)波長(cháng)，鎢酸鈣半高寬，標準樣品半高寬和衍射角。研究結果表明，采用傳統的溶膠凝膠法可合成鎢酸鈣半導體光催化劑。

　　圖2是鎢酸鈣半導體光催化劑的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖，波長(cháng)測試范圍為200-850nm.

　　由圖可知，在200-600nm波長(cháng)范圍內，鎢酸鈣半導體光催化劑具有強的紫外可見(jiàn)光吸收能力。利用Tauc公式(2)，計算出鎢酸鈣半導體光催化劑的能帶值約為2.23eV。

　　這里F(R)、h、n、A和n分別是吸光度、普朗克常數、頻率、常數和n=l/2。

　　半導體光催化在光催化過(guò)程中，可通過(guò)對其進(jìn)行光降解研究，測量染料廢水的濃度，進(jìn)而達到監測廢水的目的。

　　圖3是鎢酸鈣光催化劑的光催化降解活性圖，染料為酸性品紅，染料的濃度為0.5g/L，鎢酸鈣含量為0.5g/L。當無(wú)鎢酸鈣時(shí)，經(jīng)4h模擬太陽(yáng)光降解酸性品紅，酸性品紅幾乎不降解，表明酸性品紅非常穩定。當使用鎢酸鈣作為催化劑時(shí)，在模擬太陽(yáng)光照4h后，光催化降解率約為91%o可見(jiàn)，鎢酸鈣在環(huán)境凈化領(lǐng)域具有潛在的應用。

　　三、結論

　　采用傳統的溶膠凝膠法制備了鎢酸鈣半導體光催化劑，其晶粒尺寸約為37nm。紫外可見(jiàn)吸收光譜分析表明，鎢酸鈣半導體光催化劑具有較強的紫外可見(jiàn)吸收能力，能帶值約為2.23eV。將其用于降解酸性品紅染料，在模擬太陽(yáng)光照4h后，降解率達到91%?？梢?jiàn)，鎢酸鈣半導體光催化劑在廢水監測和環(huán)境凈化技術(shù)領(lǐng)域具有潛在的應用。(來(lái)源：蘇州市張家港環(huán)境監測站)