三氧化钨光催化剂及其应用

光催化反应机理

光催化剂受到光照射后,半导体表面的价带电子吸收光能被激发到导带上去,从而使得导电带带有负电荷(e-)而具有还原性;同时,在价带上由于电子被激发除去而产生带有正电荷的空穴(h+),从而具有氧化性。如此,便形成了氧化-还原体系。光生空穴(h+)及光生电子(e-)与溶解于溶液中的O2及H2O发生作用,产生具有高度化学活性的羟基自由基•OH及H2O2

三氧化钨光催化剂

光催化剂(photocatalyst)也叫做光触媒,是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量,来产生催化作用,使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。
三氧化钨光催化剂是只一系列含三氧化钨的光催化剂或单独成分的三氧化钨光催化剂。然而,实验证明,单一成分的三氧化钨的光催化性能不好,通常通过半导体复合、金属掺杂、金属离子掺杂等方法来提升其催化性能。常见的半导体复合光催化剂有:WO3/α-Fe2O3、WO3/CeO2、WO3/Y2O3、WO3/TiO2、WO3/CdS/W等;常见的金属掺杂主要是通过贵金属,如铂(Pt)掺杂;金属离子掺杂有钇(Y3+)、镧(La3+)、铕(Eu33+)、铽(Tb3+)等;同时,其外在形式也有多样,比如粉末状、涂料等。

黄色氧化钨 三氧化钨电镜图

三氧化钨光催化剂的应用

二十一世纪被说成是环境的时代,光催化现象的发现已经有40多年,研究者们在不断深入研究三氧化钨的基础上,发现了其更宽广的应用领域。三氧化钨光催化剂可以用于无机和有机合成、光解水制氢和析氧、金属离子的光催化还原(如重金属铬、汞、铅等)、有机污染物的光催化降解(如甲醛)、自清洁(如应用于汽车侧后视镜)、抗菌和杀菌。

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