氧化钨基催化剂改性设计及其在光电催化氧化方向的应用

【作者】 丰欣妍； 叶书鹏； 张福勤；

【机构】 中南大学粉末冶金研究院；

【摘要】 光电化学(PEC)方法结合了光催化和电催化的优势,为有机化合物氧化提供了一种可持续节能的方法,[1]可以从廉价的有机分子中生产增值化学品,同时促进阴极H2生产。近年来,PEC氧化甘油制DHA引起了人们的特别关注,并取得了重大进展。然而,DHA的选择性很低(<60%),这是阻碍甘油实际PEC氧化应用的巨大挑战[2]。选择具有合适价带(VB)位置的光催化剂对于提高DHA选择性非常重要。在众多的光电催化材料中,三氧化钨(WO3),具有合适的带隙(2.5-2.8 eV)能够吸收大量紫外及可见光、较正的VB为催化氧化空穴提供了足够的电压,以及具有良好的物理化学稳定性[3]。虽然WO3具有许多优势以及应用前景,但是单一的WO3的光电催化效率并不令人满意,这可能是由于WO3只能吸收波长在450 nm以下的光,因此其太阳光谱利用率仍然较低[4],WO3中光生空穴和电子的严重复合、导电性较差以及WO3表面缓慢的氧化反应动力学[5]。为达到高效的光电催化性能,研究者通过对WO3光阳极进行微观形貌调控、晶面调控、负载助催化剂等策略对其进行改性。本报告针对三氧化钨存在的缺陷,利用掺杂、引入空位、构建异质结等方式对其进行改性,以达到提升其光电催化效率和选择性的目的。更多还原