鎢酸鉍也能光催化制氫

化石燃料的過度使用造成全球氣溫持續上升，尋找新的清潔能源變得迫在眉睫。在現有的新興能源中，太陽能作為一種取之不盡的無污染的能源而備受關注。小編曾在11月2日的鎢業新聞裡介紹關於光催化技術海水制氫的文章，實際上，在鎢家族中，不僅是新單層材料二硫化鎢，傳統的鎢酸鉍、鎢酸鋅、鎢酸銫、鎢酸銀、磷鎢雜多酸等都是優良的光催化劑材料，在此介紹也可用於光催化制氫的材料—鎢酸鉍。

光電催化分解水制氫技術，基於太陽能和水這兩種可再生物質，沒有副產物，不會污染環境，同時光電催化技術兼顧小規模應用與大規模開發，與傳統的二氧化鈦等半導體材料相比，鎢酸鉍(Bi₂WO₆)是一種間接帶隙躍遷的半導體材料，具有較窄的禁帶寬度(2.75-2.9eV)，吸收光的波長可延伸到可見光區域(450nm)，具有良好的化學穩定性。相對於三氧化鎢(WO₃)來說，其價帶位置更加靠近氫的還原電勢，使水分解反應可在更低的偏壓下進行。

納米薄膜具有大比表面積的一維納米片的納米形貌，為光生電子和空穴提供直接順暢的傳輸路徑，可以有效地促進電子傳遞到材料的介面中。制取鎢酸鉍光催化劑薄膜需要經過以下過程：

1、將FTO導電玻璃先後依次在去離子水、丙酮和乙醇溶液中超聲10min，經去離子水洗淨，吹幹備用；

2、將3.32g碘化鉀粉末和0.9702g硝酸鉍粉末加入到60mL去離子水中，並用體積份數為65-68％的商用濃硝酸調節pH至1.7，最終制得pH＝1.7的濃度為0.04moL/L的 碘氧鉍納米片前驅體溶液。

3、採用標準三電極裝置進行陰極電沉積步驟。將FTO導電玻璃作為工作電極，鉑片電極作為對電極，銀/氯化銀電極作為參比電極。將碘氧鉍納米片前驅體溶液作為陰極電沉積過程的電沉積溶液。在-0.1V(相對於銀/氯化銀電極)電壓下沉積10min。得到FTO上的碘氧鉍納米片薄膜。

4、將1.316g鎢酸鈉粉末加入到40mL去離子水中，配製得40mL濃度為0.1moL/L 的鎢酸鈉離子交換溶液。將碘氧鉍納米片薄膜，碘氧鉍薄膜面朝上，斜放置於晶化釜中，加入離子交換溶液，在120℃條件下進行4h的離子交換過程，製備Bi₂WO₆納米薄膜， 用去離子水洗滌，室溫下乾燥。

5、將製備的Bi₂WO₆納米薄膜進行焙燒處理，馬弗爐焙燒條件為：升溫速度2℃/min， 升溫至550℃，保持2h，自然降溫，得到Bi₂WO₆納米薄膜。

鎢酸鉍納米薄膜能夠作為一種高效的光電陽極材料，可用于光電化學池光解水制氫，能高效的將太陽能轉化為清潔能源，有效緩解當今化石燃料短缺、環境污染嚴重的問題。

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