一、實驗
1.1 鎢酸鈣半導體光催化劑的合成
稱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合劑和交聯(lián)劑。將稱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。將凝膠體進行干燥、研磨并在700°C進行燒結，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，采用紫外可見分光光度計表征鎢酸鈣半導體光催化劑的光學性質和能帶值，釆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XRD圖進行觀察，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。通過謝樂公式(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、入射線波長，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(tǒng)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吸收光譜圖，波長測試范圍為200-850nm.
由圖可知，在200-600nm波長范圍內，鎢酸鈣半導體光催化劑具有強的紫外可見光吸收能力。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(shù)、頻率、常數(shù)和n=l/2。
半導體光催化在光催化過程中，可通過對其進行光降解研究，測量染料廢水的濃度，進而達到監(jiān)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。當無鎢酸鈣時，經(jīng)4h模擬太陽光降解酸性品紅，酸性品紅幾乎不降解，表明酸性品紅非常穩(wěn)定。當使用鎢酸鈣作為催化劑時，在模擬太陽光照4h后，光催化降解率約為91%o可見，鎢酸鈣在環(huán)境凈化領域具有潛在的應用。
三、結論
采用傳統(tǒng)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，在模擬太陽光照4h后，降解率達到91%?？梢?，鎢酸鈣半導體光催化劑在廢水監(jiān)測和環(huán)境凈化技術領域具有潛在的應用。
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