鎢酸鉍光催化劑在電解水中的應用

近期，香港城市大學能源與環境學院研究者使用了一種操作簡單的方法成功製備出了片狀的鎢酸鉍（Bi2WO6）光催化劑，而且表明鎢含量比例的升高，能顯著提升Bi2WO6的光催化性能，進而能使之更好地應用于電解水制氧氣中。

據瞭解，鎢酸鉍又稱爲氧化鉍鎢，是由正三價鉍離子（Bi3+）與負二價鎢酸根離子[(WO4)2-]組合成的一種綠色或白色粉末，具有較窄的帶隙（2.80eV）、較高的光化學穩定性、較强的氧化能力等特點，廣泛應用于各類光催化反應中，比如用作光陽極進行光電分解水制氧。

但是，鎢酸鉍光催化劑的催化效率低于預期，所以導致其應用受到較大限制。爲了提高Bi2WO6的光催化效率，研究者提出了諸多的改善方法，如偶聯助催化劑，金屬的修飾和元素參雜等。然而，這些方法却存在Bi2WO6光陽極生産步驟複雜的問題。

有鑒于此，香港城市大學研究者就采用水熱反應來製備片狀的Bi2WO6光陽極，同時分析了具有高含量鎢的Bi2WO6與水氧化反應活性的關係。

研究者利用水熱反應，將鎢酸鉍薄膜直接生長在FTO上。研究表明，鎢濃度越高，合成的片狀鎢酸鉍的尺寸越小且越厚，則電子主導的{010}晶面越大和電子傳輸到材料表面的距離越短，所以材料的光電流較高。另外，鎢在鎢酸鉍中還有“自我摻雜”的效果，因而能增加電荷載流子濃度，改善材料的導電性。

相關研究成果已以“Manipulating the Fate of Charge Carriers with Tungsten Concentration: Enhancing Photoelectrochemical Water Oxidation of Bi2WO6”爲題發表Small期刊上。

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