三氧化鎢光催化劑

光催化是近年來發(fā)展的新領(lǐng)域，目前有許多的半導(dǎo)體材料被當(dāng)做光催化劑，用於水分解。WO₃中的鎢離子由於存在氧缺位而出現(xiàn)部分的W⁶⁺還原成為W⁵⁺離子，氧缺位影響三氧化鎢晶型和能級結(jié)構(gòu)，從而影響了光催化性能。非化學(xué)計(jì)量WO_3-x表現(xiàn)n型半導(dǎo)體行為，禁帶寬度為2.4~2.8ev，這也使得它的光催化性能由於其他的半導(dǎo)體材料。

在波長大於330nm紫外光輻射下，F(xiàn)e2+/Fe3+電解質(zhì)體系中，WO₃粉體催化光解水產(chǎn)氧氣速率為1220umol/g/h。420nm可見光輻射下，產(chǎn)氧速率也達(dá)到了320umol/g/h。當(dāng)WO₃中的鎢離子由於存在氧缺位而出現(xiàn)部分的W⁶⁺還原成為W⁵⁺離子時，發(fā)生了電致變色效應(yīng)，材料的顏色相應(yīng)地由淺黃色變?yōu)闇\綠色。通過外部離子和電子對WO₃材料的可逆注入，使得W⁶⁺離子和W⁵⁺離子相互轉(zhuǎn)換，在這方面的應(yīng)用有材料的著色和消色。

三氧化鎢的分子式為WO₃，分子量為231.85。WO₃的分子式相當(dāng)?shù)暮唵危撬奈锢硇再|(zhì)卻十分複雜。滿足化學(xué)計(jì)量比且無任何雜質(zhì)的三氧化鎢應(yīng)該是無色透明的絕緣體，但是通常WO₃中的氧的含量並不滿足嚴(yán)格的化學(xué)計(jì)量比，因?yàn)樵谘u備中難以控制氧含量，加之其他的複雜因素，所以WO_3-x的型式來表示。1959年，Sawada和Danielson報導(dǎo)了WO₃單晶上進(jìn)行的電阻率測量的電阻率結(jié)果p=1.7×10-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren報導(dǎo)了WO_3-x（0≤y≤0.28）系列單晶的電導(dǎo)率測量。

隨著對三氧化鎢的電學(xué)性質(zhì)的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，對於WO_3-x單晶，其電學(xué)性能隨其結(jié)構(gòu)和含氧量的變化可以分別呈現(xiàn)金屬或者半導(dǎo)體。鐵電行為是WO₃材料的一個極為重要的電學(xué)性質(zhì)。WO₃晶體是一種鐵電材料，其鐵電溫度是Tc=-40℃