钨氧化物基材料的应用和进展

台湾科技大学的科研团队在《Frontiers in Materials》上发表论文，介绍了钨氧化物基材料的应用和进展。最近，钨氧化物基材料由于其吸收近红外（NIR）光的能力和高效的光热转换特性，受到了极大的关注。近年来，各种纳米材料、贵金属纳米材料、碳基材料、导电聚合物和半导体纳米颗粒的近红外吸收特性已被研究。

此外，以钨氧化物为基的材料具有不寻常的氧缺陷结构和强烈的局部表面等离子体共振（LSPR），在近红外区域的广泛波长范围内提供强大的光吸收能力。过去，一些吸光的纳米材料，如贵金属、高分子材料和其他无机纳米材料，因其用于癌症治疗的光热疗法而备受关注。

在该团队的研究中，他们回顾了钨氧化物基的纳米材料作为一种新型光热材料的合成、性能和应用。该团队还讨论了光热纳米材料发展的基本思路以及影响其结构设计的因素。此外，还强调了WO_3-x-和M_xWO₃基纳米材料（包括其混合体）在近红外光屏蔽、热释电、水蒸发、光催化、气体传感器和能源相关应用等各个领域的最新进展。最后，对这一快速发展的领域，该研究提出了很有前景的见解，表示可能会激发更多的研究，从而实现实际应用。

近红外（NIR）照射具有780-2500纳米范围内的广泛波长。从根本上说，地球表面可用的能量有近一半是由近红外（即大于780纳米）的太阳光组成。将近红外光最大限度地用于人类，一直是吸引科学家们积极讨论和研究的话题。由于近红外吸收的光热材料（PTMs）具有光热行为，因此激发了科学家们的研究兴趣。光热转换是一个过程，其中特定波长的光能被吸收并直接转换为热量。

在这项研究中，该团队总结了过去几年在以钨氧化物为基的材料的应用方面取得的全面进展。WO_3-x、M_xWO₃以及它们的混合材料作为有趣的研究课题，特别是在形态控制和复合结构方面，以提高光学吸收、电荷分离、氧化还原能力和导电性。

已被充分研究的液相技术，即溶胶热处理，是与水热处理一起使用最多的方法，它是一种简便和具有成本效益的方法，可以生产具有不同纳米形态的氧化钨。形态可以通过控制诸如时间、前体浓度和温度等变量进行微调。

一个关键的难点是通过将太阳光谱反应从紫外线扩展到近红外区域来提高氧化钨基的利用效率。为了满足这些要求，WO_2.72和M_xWO₃的混合体因其强大的光吸收能力和区间电荷特性而变得很重要。这种材料的一个主要优点是LSPR效应，这使得研究人员不仅关注新应用的特性，而且该研究为提高应用效率提供了许多机会。

• < 上页
• 下页 >