氧化鎢光催化劑

氧化鎢

三氧化鎢光催化劑

光催化是近年來發展的新領域,目前有許多的半導體材料被當做光催化劑,用於水分解。WO3中的鎢離子由於存在氧缺位而出現部分的W6+還原成為W5+離子,氧缺位影響三氧化鎢晶型和能級結構,從而影響了光催化性能。非化學計量WO3-x表現n型半導體行為,禁帶寬度為2.4~2.8ev,這也使得它的光催化性能由於其他的半導體材料。

在波長大於330nm紫外光輻射下,Fe2+/Fe3+電解質體系中,WO3粉體催化光解水產氧氣速率為1220umol/g/h。420nm可見光輻射下,產氧速率也達到了320umol/g/h。當WO3中的鎢離子由於存在氧缺位而出現部分的W6+還原成為W5+離子時,發生了電致變色效應,材料的顏色相應地由淺黃色變為淺綠色。通過外部離子和電子對WO3材料的可逆注入,使得W6+離子和W5+離子相互轉換,在這方面的應用有材料的著色和消色。

三氧化鎢的分子式為WO3,分子量為231.85。WO3的分子式相當的簡單,但是它的物理性質卻十分複雜。滿足化學計量比且無任何雜質的三氧化鎢應該是無色透明的絕緣體,但是通常WO3中的氧的含量並不滿足嚴格的化學計量比,因為在製備中難以控制氧含量,加之其他的複雜因素,所以WO3-x的型式來表示。1959年,Sawada和Danielson報導了WO3單晶上進行的電阻率測量的電阻率結果p=1.7×10-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren報導了WO3-x(0≤y≤0.28)系列單晶的電導率測量。

隨著對三氧化鎢的電學性質的研究,我們可以發現,對於WO3-x單晶,其電學性能隨其結構和含氧量的變化可以分別呈現金屬或者半導體。鐵電行為是WO3材料的一個極為重要的電學性質。WO3晶體是一種鐵電材料,其鐵電溫度是Tc=-40℃

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