三氧化钨:光催化分解水最新进展是怎样的?

小编在知乎的提问中,看到有人问“光催化分解水的最新进展是怎样的?”。因此,生了写下此文的心,这可不仅是简单的碰撞了,简直要摩擦出火花来了,耳听“噼里啪啦响”,好不热闹!来自三氧化钨的内心独白:“光催化分解水最新进展是怎样的?”。Emmm,来自小编内心的独白:“我更关心‘你’:三氧化钨光催化分解水的最新进展又是怎样的呢?”。也不是小编想“唯我独尊”,其实吧,小编的目的很明确,就是三氧化钨,一切以三氧化钨为核心,颇有“尾生抱柱”之心态——你不来,我不走!!!

三氧化钨图片

切入正题,三氧化钨的禁带宽度大概为2.7eV,而一般认为比较合适的光催化剂禁带宽度为1.8eV。你可能会问:这个合适值是怎么得到的?——是考虑产氢(氧)过程中存在过电势而得到的。所以说,三氧化钨跟“光催化分解水”到底合不合适?切莫着急,且听下面的分解。

在研究人员经过无数次的理论计算及实验验证后,他们认为什么情况下,某物质可能具有光催化分解水产氢的性能?——当光催化剂的导带位置高于0eV时。又在什么情况下可能具有光催化分解水产氧的性能啊?——当催化剂价带位置低于1.23eV时。然后呢?

然后,他们发现三氧化钨不仅具有可见光吸收能力,而且其导带和价带位置分别在0.7eV(高于0eV)和3.4eV(不低于1.23eV)左右。所以,从这两个数值,你们也可以知道三氧化钨只具有的光催化产氢的性能。毫无疑问,自此,利用三氧化钨进行光分解水制氢成为了三氧化钨的光催化性能研究中的一块较为重要的研究!

干货有木有?有!有!有!有研究者利用超声法合成三氧化钨/石墨烯复合光催化剂,然后对其进行光催化制氧的性能研究,发现:所合成的复合光催化剂的产氧性能高于相同方法和条件下制得的三氧化钨、石墨烯以及两者简单混合样品的光催化产氧活性。研究者还发现:三氧化钨/石墨烯间化学键降低了复合产物界面缺陷,从而降低了光生载流子的复合几率——主要是通过对比所合样品中石墨烯D峰与G峰的拉曼峰强度比。此外,石墨烯可以敏化三氧化钨,从而扩大光吸收范围提高光利用率,并且,石墨烯可以作为光生电子的传输介质,从而提高了光转换效率。

研究者可不会满足于此,随着研究的深入,他们扩展了三氧化钨的应用范围,通过构筑光化学电池或Z-型反应体系等方法将导带位置不满足制氢条件的三氧化钨应用于光催化产氢的应用中。

还有研究者利用简单的葡萄糖水热碳化及透析法制备出碳纳米点,并将其与三氧化钨及NaI加入到甲醇水溶液中进行光催化产氢测试。他们发现:加入三氧化钨后,系统产氢量从4.65μmol•g-1•h-1提高到1330μmol•g-1•h-1,这意味着三氧化钨光催化分解水产氢是真的,真的,真的可以实现的。自然,诸如此类的实验应该不止于此,小编也不再一一赘述。各位看官若是有相关知识储备,小编侧耳倾听。

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