钨酸铋薄膜电极

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。近來就有國外相關報導稱，有科研團隊使用光催化成功地實現了水制氫氣。

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。

目前常用的鎢酸鉍薄膜電極材料製備方法有兩種：溶膠-凝膠法和和離子交換法。基於溶膠-凝膠方法發展起來的 Bi₂WO₆薄膜方法，可使用模版較少，所製備的薄膜形貌單一。離子交換法由於設備要求低，操作簡單，同時反應條件溫和友好，已經廣泛用於製備Bi2WO6薄膜電極材料。但是以WO₃為前驅體的離子交換方法，離子交換溫度較高，交換時間較長，同時Bi₂WO₆薄膜與基底鎢板間相隔一層WO3，不利於電子的傳導。

有研究人員創新了一種具有光催化性能的Bi2WO6納米薄膜，包括生長在襯底上由Bi₂WO₆納米結構構成的Bi₂WO₆納米薄膜層，襯底為氟摻雜錫氧化物(FTO) 的導電玻璃，將Bi₂WO₆納米片垂直生長於襯底FTO導電玻璃上，其方案內容如下：

1、將碘化鉀粉末和硝酸鉍粉末加入到去離子水中，用濃硝酸調節pH，配製得到 濃度為0.02-0.06moL/L，pH＝1.5-1.9的碘氧鉍納米片前驅體溶液；

2、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。在-0.2至-0.05V(相對於銀/氯化銀電極)電壓下沉積1-30min，得到FTO上的碘氧鉍納米片薄膜；

3、將鎢酸鈉粉末加入到去離子水中，配製得到濃度為0.05-0.2moL/L的鎢酸鈉水溶液。將鎢酸鈉水溶液與步驟(2)得到的帶有碘氧鉍納米片薄膜的FTO導電玻璃同時放入晶化釜中，在100-140℃水熱溫度下進行離子交換反應2-12h。最後在500-600℃ 下的空氣氣氛中進行焙燒1-3h，得到鎢酸鉍納米薄膜。

通過本方法所制得的Bi2WO6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。相比於其他半導體材料，可以使水的氧化還原反應發生在相對低的電流強度和低的過電勢中, 光電催化性能優越，具有很高的工業價值。

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