氧化钨析氧反应

氧化钨析氧反应是氧化钨作为光电催化剂分解水产生半反应,与析氢反应共同构成光解水反应。氧化钨(WO3),黄色钨氧化物,其禁带宽度为2.4~2.8eV,是一种性能良好的光催化剂。析氧反应(Oxygen Evolution Reaction),简称OER,其过程一般伴随着析氢。

大量研究发现不同原料及不同制备方法合成氧化钨结构与光催化分解水析氧性能的联系十分密切。若以仲钨酸铵(APT)为原料经过固相法烧结法制备氧化钨光催化剂,它主要是单斜相组成;而实验证明,当处理温度为600℃、处理时间为4小时,出现了六方相氧化钨,氧指数为2.44,其光分解水析氧反应速率最高。

另外,钨酸经水热晶化法制备的氧化钨中出现了正交相及六方相,其氧指数为2.50,光催化分解水性能得到了较大的提高,其中24小时水热晶化产物的析氧速率最高。

三氧化钨薄膜的微观结构决定着三氧化钨薄膜的光电催化性能。有研究以钨片为原料进行氧化处理,经水热反应,通过晶体生长导向剂引导三氧化钨晶体生长,形成钨基三氧化钨纳米薄膜材料。实验表明,这种薄膜比表面积大、光电催化性能等优异,在析氧反应上展示出巨大的优势。

2016年,最新研究指出,通过向铁钴氧化物中添加钨来调控铁、钴的电子结构,所制得的胶状Fe-Co-W羟基氧化物(Oxyhydroxides)多金属析氧催化剂,具有迄今最低的析氧过电位,可以实现高效的水电解析氧反应。此结果为析氧反应催化剂的进一步优化找到一个新方向,有望在能源转换与存储领域得到广泛运用。

添加钨调控析氧反应中间体的能量学

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1.钨粉

2.蓝色氧化钨

3.黄色氧化钨

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