當光催化技術碰撞三氧化鎢?

說到碰撞,當能“聽聲”。此時,小編腦袋中在想像一些物件相互碰撞的畫面,而後仿若聽見某些聲音,或悅耳,比如高手彈奏樂器;或刺耳,比如小編高歌一曲。只是,“當光催化技術碰撞三氧化鎢?”這又是啥意思?緣何用碰撞?啊哦,其實,僅僅是緣起!話不多說,且入正題。

光照圖片

三氧化鎢,WO3,可以說是最早被研究的光催化劑的一種。此時,你可能會說,還有二氧化鈦、氧化鐵等等。這是自然。那到底三氧化鎢有何優良特性,促使其成為催化領域最早被研究的材料之一?這得益於三氧化鎢具有光穩定性,還對環境友好,也有廣泛的來源等特點。也難怪它會受到研究者們的青睞。

這下,你可能又會好奇了:那麼,三氧化鎢在光催化領域有哪些應用?WO3在光解水制氧、光電化學電池及污染物去除等領域有著廣闊的應用前景。Emmm,那光催化技術又是啥?光催化技術——被認為是治理環境污染的最有效方法!!!它是一種只需要利用太陽能就能有效去除具有高毒性、低濃度、難處理等“疑難雜症”的污染物質的方法,還不會引起其它額外影響,簡而言之,就是綠色。

三氧化鎢粉末圖片

這乍一看,三氧化鎢,這是要在光催化領域一路開掛的架勢啊。然而,不得不提的是,三氧化鎢的光催化活性其實是比較較低的。原因何在?——WO3導帶位置較低,限制了光生載流子的有效分離。自然,研究者們為克服這一缺點做出了很多努力,但對三氧化鎢光催化劑的研究仍然有很長的路要走。

可能有些知友迫不及待想要溯源了。別急,小編立馬奉上。早期,光催化性能比較明顯的寬頻隙的半導體是光催化劑的主要研究物件,如TiO2等。所以,催化劑的研究範圍是怎麼擴展到三氧化鎢的?隨著研究的深入,人們發現三氧化鎢等半導體也具有光催化活性,而且,很重要的一點是——能夠回應更長波長的光,這使得光的利用率得以增加,從而擴展了光催化劑的研究範圍。

那再早些時候呢?1953年,Markha等對光照下氧化鋅(ZnO)表面產生過氧化氫的動力學行為進行了研究,發現:苯可以在光照下被氧化鋅表面氧化成過氧化的有機物。1972年,Fujishima等發現:在波長小於415nm的光照射下,二氧化鈦(TiO2)光電極能夠產生光生電子和空穴,並能和水發生反應產生氫氣和氧氣。隨後許多科學家對此現象進行了廣泛的研究。1976年,Carey等發現:二氧化鈦在紫外光照下可以分解多氯聯苯。次年,Frank等對半導體光催化劑光氧化氰離子和亞硫酸鹽進行了深入的研究。所有這些開創性研究的共同點是:將光和半導體聯繫在一起,以完成能量轉化,並用此來進行環境治理。自此,一種新的利用太陽能進行污染治理的方法引起了人們的關注,也有了之後三氧化鎢在光催化領域的研究。

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