說到碰撞,當(dāng)能“聽聲”。此時,小編腦袋中在想象一些物件相互碰撞的畫面,而后仿若聽見某些聲音,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(dāng)光催化技術(shù)碰撞三氧化鎢?”這又是啥意思?緣何用碰撞?啊哦,其實(shí),僅僅是緣起!話不多說,且入正題。
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(yōu)良特性,促使其成為催化領(lǐng)域最早被研究的材料之一?這得益于三氧化鎢具有光穩(wěn)定性,還對環(huán)境友好,也有廣泛的來源等特點(diǎn)。也難怪它會受到研究者們的青睞。
這下,你可能又會好奇了:那么,三氧化鎢在光催化領(lǐng)域有哪些應(yīng)用?WO3在光解水制氧、光電化學(xué)電池及污染物去除等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。Emmm,那光催化技術(shù)又是啥?光催化技術(shù)——被認(rèn)為是治理環(huán)境污染的最有效方法?。。∷且环N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“疑難雜癥”的污染物質(zhì)的方法,還不會引起其它額外影響,簡而言之,就是綠色。
這乍一看,三氧化鎢,這是要在光催化領(lǐng)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(shí)是比較較低的。原因何在?——WO3導(dǎo)帶位置較低,限制了光生載流子的有效分離。自然,研究者們?yōu)榭朔@一缺點(diǎn)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帶隙的半導(dǎo)體是光催化劑的主要研究對象,如TiO2等。所以,催化劑的研究范圍是怎么擴(kuò)展到三氧化鎢的?隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)三氧化鎢等半導(dǎo)體也具有光催化活性,而且,很重要的一點(diǎn)是——能夠響應(yīng)更長波長的光,這使得光的利用率得以增加,從而擴(kuò)展了光催化劑的研究范圍。
那再早些時候呢?1953年,Markha等對光照下氧化鋅(ZnO)表面產(chǎn)生過氧化氫的動力學(xué)行為進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn):苯可以在光照下被氧化鋅表面氧化成過氧化的有機(jī)物。1972年,F(xiàn)ujishima等發(fā)現(xiàn):在波長小于415nm的光照射下,二氧化鈦(TiO2)光電極能夠產(chǎn)生光生電子和空穴,并能和水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氧氣。隨后許多科學(xué)家對此現(xiàn)象進(jìn)行了廣泛的研究。1976年,Carey等發(fā)現(xiàn):二氧化鈦在紫外光照下可以分解多氯聯(lián)苯。次年,F(xiàn)rank等對半導(dǎo)體光催化劑光氧化氰離子和亞硫酸鹽進(jìn)行了深入的研究。所有這些開創(chuàng)性研究的共同點(diǎn)是:將光和半導(dǎo)體聯(lián)系在一起,以完成能量轉(zhuǎn)化,并用此來進(jìn)行環(huán)境治理。自此,一種新的利用太陽能進(jìn)行污染治理的方法引起了人們的關(guān)注,也有了之后三氧化鎢在光催化領(lǐng)域的研究。