氧化钨可见光响应性晶体结构调控是什么?

氧化钨可见光响应性晶体结构调控是什么?

氧化钨(WO₃)可见光响应性晶体结构调控是指通过调控氧化钨晶体结构的方法,使其具有更好的可见光响应和光催化性能。传统的氧化钨晶体结构是单斜晶系的氧化物,被认为在紫外光范围内具有较好的光催化活性。然而,这种晶体结构对可见光的吸收能力较弱,限制了其在可见光催化应用中的效果。为了增强氧化钨的可见光响应性,研究人员采取了多种晶体结构调控策略,例如:

氧化钨晶体形貌调控

通过控制氧化钨晶体的生长条件、添加表面活性剂或形貌调控剂等方法,可以制备出不同形貌的氧化钨纳米结构,如纳米线、纳米片、纳米颗粒等。这些特殊形貌的氧化钨可以增加其表面积和光吸收能力,提高可见光响应性能。

氧化钨晶体相调控

通过合成不同晶体相的氧化钨,如单斜相、四方相和三方相等,可以调节晶体结构和能带结构,从而改变其光吸收和电子传输性质。特别是针对三方相的氧化钨(称为ε-WO₃),其能带结构在可见光范围内呈现较宽的带隙,使其具有更好的可见光响应性。

氧化钨掺杂调控

通过引入其他元素的掺杂,如钨离子的部分置换、阳离子或阴离子的掺杂等,可以调节氧化钨的晶格结构和能带结构,提高其可见光吸收和光催化活性。常用的掺杂元素包括钼、铌、铬等。

通过上述晶体结构调控策略,可以有效提高氧化钨在可见光催化应用中的性能。这种调控使得氧化钨具有更好的光吸收能力,能够利用可见光能量激发电子,并参与光催化反应。这为氧化钨在可见光催化分解有机污染物、光催化水分解产氢等方面的应用提供了新的可能性。

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