氧化钨电子性能改善方法

氧化钨是一种研究最广泛的 n 型半导体光催化剂，可普遍应用于有机染料降解、水氧化、水裂解和二氧化碳还原方面。氧化钨材料具有较窄的带隙，约为 2.2-2.8 e V，受形貌和化学计量属性影响。

常规氧化钨材料有一些劣势存在，例如空穴动力学缓慢、半导体/电解液界面间电荷转移缓慢以及光生电子-空穴快速重合等。因此研究者们探索出一些用来提高光吸收、电荷转移和电荷分离的方法，主要包括形貌控制、多孔结构构筑、异质结构构筑、负载共催化剂和掺杂。

掺杂其他杂质是改善氧化钨电子性能的一种常见的方式。研究表明，杂质的掺杂可以改善氧化钨的带隙，从而增大其可见光吸收范围。将硫和碘元素掺杂进 氧化钨中可以提高其可见光收获。他们进一步发现硫/氧化钨这种浅杂质状态表现更大的可见光吸收，而碘元素的加入则会产生一个对光催化反应有害的杂质带。不仅有元素的掺杂，小分子的掺杂也同样常见。将氮元素俘获到氧化钨结构中的方式制备了具有稳定夹层结构的氮/氧化钨。氮的插入将氧化钨带隙降低到 1.9 e V，达到了扩展可见光吸收范围的目的。光谱学和计算结果表明 氮和氧化钨之间的弱相互作用使得氧化钨主体晶格发生变形，最终造成了光吸收的红移。结果表明，0.039氮-氧化钨阳极材料在波长≤640 nm时电化效率达到接近 100%，表现出了良好的光催化活性。

在氧化钨材料的表面生成氧空位同样是提升其光催化活性的一个有效的手段。氧化钨中的氧空位作为浅供体可显著提高其导电性和供体密度。将氧化钨放在氢气环境中烧结从而将氧空位引入其中。与化学计量的氧化钨相比，经过氢气处理的氧化钨光电流有一个数量级的增长，并且表现出优异的稳定性。

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