金属离子的光催化还原

光催化能够解决铬、汞、铅等金属离子的污染问题。通常，金属离子的光催化还原可以分为3种类型：

1.光催化还原除去有毒金属离子；

2.光催化沉积回收贵重金属；

3.光催化沉积负载金属以提高光催化剂的活性。

为此，WO3光催化剂可以用于土壤、工业废水、空气中的重金属污染治理。

WO3光催化剂处理铬污染

三氧化钨光催化剂对铬离子的光催化还原研究进展如下所示：

金属铬是一种常见的无机污染物，Cr6+能引起局部肉瘤，使肺癌病率升高。其毒性比Cr3+大100倍，因此，工业上常将Cr6+转化为Cr3+来降低其毒害性，而后做进一步处理。1983年，韩英哲等采用三氧化钨为光催化剂对含Cr6+的废水进行研究，取得了满意效果。

WO3光催化剂处理汞污染

汞俗称“水银”，地壳中相当稀少的一种元素，是唯一的一种液态金属。汞是具有持久性、生物累积性和生物扩大作用的有毒污染物，对人体健康和生态环境有很大的负面影响；特别是，作为水中主要的重金属污染之一，汞污染（Hg2+）对人体神经系统危害极大。汞的排放源分为自然源和人为源两部分，其中自然源包括：火山活动、自然风化、土壤排放和植被释放等，人为源是由人类活动引起的汞排放，主要包括：汞的使用、物质中含有汞杂质以及废物处理引起的汞排放三大类。

研究表明，在三氧化钨光触媒对Hg2+的光催化还原实验中，Hg2+在三氧化钨上的吸附极强，并且，它的吸附量随着pH的增大而增大。另外，实验发现，被三氧化钨吸附的Hg2+仍以氧化态形式存在而未发生还原。这样，污水中的Hg2+就会被光触媒带走，从而消除汞污染。另外，回收的Hg2+与光触媒通过分离处理，在经一定的技术支持，就可以回收汞，实现资源回收利用。

烟气中含有大量的工业污染物，如硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳、可吸入颗粒物和有毒重金属等。重金属由于更容易富集，并随着食物链流动，因而对人体的毒害性更大。文献指出，选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术的SCR催化剂（以五氧化二钒为主要活性物质，三氧化钨为助催化剂，二氧化钛为载体）可以促进汞的氧化，有利于后续PMCD及WFGD对汞的脱除。

三氧化钨光催化剂提取贵金属

贵金属主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等8种金属元素。工业上可以利用光催化使金属离子沉积以实现贵金属的提取。在三氧化钨和二氧化钛光触媒的光催化还原Hg2+的实验研究表明，Hg2+在三氧化钨上吸附极强，且其吸附量随着pH的增大而增大。再者，光照强度增大后，单位时间内光催化剂吸收的光子数会增加，能够明显加快贵金属的析出速度；此外，光触媒提取单质银的实验表明，回收银的量和催化剂的用量之比高达3:1。

光催化反应（三氧化钨光触媒等）提取贵金属的突出优点在于，它适用常规方法所不适用的极稀溶液，能够以较为简便的方法使得贵金属富集在催化剂表面，而后通过其它方法收集起来加工回收。更重要的是，光触媒甚至可以用于混合离子的分离，由于各种金属的氧化还原电位不同，当条件控制得当，它们将选择性地顺序析出。

研究发现，纯的三氧化钨易发生光腐蚀，对可见光利用率低等缺陷难以获得稳定的光催化特性，因此，常用金属离子掺杂，如钇（Y）、镨（Pr）等；非金属掺杂，如C；半导体复合，WO3/ZnO、WO3-TiO2等；多元掺杂等改性技术来提升其性能。