氧化鎢光催化劑

三氧化鎢光催化劑

光催化是近年來發展的新領域，目前有許多的半導體材料被當做光催化劑，用於水分解。WO₃中的鎢離子由於存在氧缺位而出現部分的W⁶⁺還原成為W⁵⁺離子，氧缺位影響三氧化鎢晶型和能級結構，從而影響了光催化性能。非化學計量WO_3-x表現n型半導體行為，禁帶寬度為2.4~2.8ev，這也使得它的光催化性能由於其他的半導體材料。

在波長大於330nm紫外光輻射下，Fe2+/Fe3+電解質體系中，WO₃粉體催化光解水產氧氣速率為1220umol/g/h。420nm可見光輻射下，產氧速率也達到了320umol/g/h。當WO₃中的鎢離子由於存在氧缺位而出現部分的W⁶⁺還原成為W⁵⁺離子時，發生了電致變色效應，材料的顏色相應地由淺黃色變為淺綠色。通過外部離子和電子對WO₃材料的可逆注入，使得W⁶⁺離子和W⁵⁺離子相互轉換，在這方面的應用有材料的著色和消色。

三氧化鎢的分子式為WO₃，分子量為231.85。WO₃的分子式相當的簡單，但是它的物理性質卻十分複雜。滿足化學計量比且無任何雜質的三氧化鎢應該是無色透明的絕緣體，但是通常WO₃中的氧的含量並不滿足嚴格的化學計量比，因為在製備中難以控制氧含量，加之其他的複雜因素，所以WO_3-x的型式來表示。1959年，Sawada和Danielson報導了WO₃單晶上進行的電阻率測量的電阻率結果p=1.7×10-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren報導了WO_3-x（0≤y≤0.28）系列單晶的電導率測量。

隨著對三氧化鎢的電學性質的研究，我們可以發現，對於WO_3-x單晶，其電學性能隨其結構和含氧量的變化可以分別呈現金屬或者半導體。鐵電行為是WO₃材料的一個極為重要的電學性質。WO₃晶體是一種鐵電材料，其鐵電溫度是Tc=-40℃