光电催化水分解技术可以在分离的空间内分别进行水的还原和氧化反应生成氢气和氧气（如图1所示），是一种**的光能到氢能的转换技术，因而受到研究者的广泛关注。光电催化水分解过程中，阳极上发生的水氧化反应是一个四电子转移过程，是水分解反应的限速步骤。为了提高光电催化水分解中阴极的产氢效率，应当优先提高阳极上的水氧化反应效率。在众多的光阳极中，三氧化钨由于其带隙窄和价带位置高而成为理想的光阳极材料之一。然而，三氧化钨阳极的实际应用还是受到光生电子和空穴的严重复合以及电极表面缓慢反应动力学的限制。同时，W-O悬空键及缺陷等表面态也限制了三氧化钨光电催化水氧化的性能。另外，由于三氧化钨的高价带位置使得三氧化钨电极上通常还存在副反应发生，**导致光电催化水氧化的法拉第效率低。因此，需要对三氧化钨电极进行必要的修饰或处理来提高其性能。

图1 三氧化钨光电催化分解水示意图

图2. 提高三氧化钨光电催化水氧化性能措施概况图

该综述详细介绍了三氧化钨材料作为光阳极用于光电催化水氧化反应的优缺点,并分别从形貌控制、构造缺陷、构建异质结、负载助催化剂及应用等离子体效应等方面对提高三氧化钨阳极水氧化性能进行了综述。

图文导读

1. 形貌控制

图3. 三氧化钨纳米线（a）和两种不同条件下制备纳米片（b和c）的扫描电镜图

通过改变水热合成条件可以得到纳米线和纳米片状的三氧化钨材料。纳米片状的三氧化钨比纳米线三氧化钨具有更好的光电催化水氧化性能，而且厚度大的纳米片（右图）具有更高的性能。

通过形貌控制可以将三氧化钨制备成纳米线、纳米片及多孔状，从而增大电极的比表面积或降低材料的厚度，有利于光生空穴迁移到电极表面。

2. 引入缺陷

图4. 用溶于乙二胺的锂处理后的三氧化钨的透射电镜图。处理时间分别为（a）0 s，（b）10 s，（c）20 s和（d）40 s

用溶于乙二胺的锂对三氧化钨处理可以在其表层形成氧和钨的空位，随着处理时间增加，空位层的厚度也增加。

缺陷可以作为材料的活性位点存在。用化学方法引入的表面缺陷可以吸附羟基，并增强光电催化性能。但材料上存在过多的缺陷时也会阻止电荷传输，因而导致光电催化性能降低。在三氧化钨上引入适量的化学缺陷可以提供大量的反应位点，有利于光生电荷的传输，提高光电催化水氧化性能。

3. 构建异质结

图5. 三氧化钨与三氧化二铁构成的异质结电极及电荷传输示意图

在三氧化钨上负载三氧化二铁形成的异质结促进了光生空穴和电子分别传向三氧化二铁和三氧化钨。在此基础上再负载镍铁水滑石可以进一步提高电极的光电催化水氧化性能。镍铁水滑石中的二价镍被光生空穴氧化成四价后参与水氧化反应自身被还原为二价，从而形成循环过程。

通过构建异质结可以**促进三氧化钨电极内的光生电荷分离，提高整个复合电极的光吸收效率。如果构建异质结的另一种材料本身也是一种水氧化助催化剂，那么该材料可以起到分离光生电荷和提高表面催化效率的双重作用。

4. 负载助催化剂

图6. 三氧化钨上负载水滑石（a）和CoOx（b）的水氧化示意图

在三氧化钨上负载的催化剂可以被光生空穴氧化高价态后参与水氧化反应自身被还原为低价态，从而形成循环过程。

负载均相或多相助催化剂都可以提高三氧化钨电极表面的反应活性，进而提高到达电极表面的光生电荷利用效率，得到提高的光电流和降低的起始电位。

5. 负载具有等离子效应的金属

在三氧化钨电极上负载具有等离子效应的金属(如贵金属金、银等)可以拓宽光吸收范围，提高电极的光电转换效率。

西安齐岳生物科技有限公司有自己的独立有机合成实验室，可以自主生产合成各种无机纳米材料，我们可以合成从零维/一维/二维/三维四个分类来提供几十个产品分类和几千种纳米材料，以及他们的氧化物或碳化物及复合定制材料等等，我公司自产的产品纯化纯度高达98%+以上并可以提供液相图谱来佐证纯度，并且提供相关技术指导服务。

相关列表

二硫化钼纳米球(nano-MoS2)与聚甲醛

二硫化钼夹层化合物(MoS2-IC)

POM/MoS2复合材料

纳米二硫化钼nano-MoS2

微米二硫化钼(micro-MoS2)

片状MoS2/graphene复合材料

海绵状聚苯胺/二硫化钼纳米球复合物(sPANI/A-MoS_2)

导电PANI/MoS2复合电极材料

石墨烯/2H-MoS2复合材料

高分子聚合物/C/2H-MoS2复合材料

MoS2/石墨烯异质结

铜-二硫化钼-石墨复合材料

三维氮掺杂石墨烯/二硫化钼复合物

三维掺氮石墨烯/二硫化钼复合材料(3D G-N/MoS2)

由纳米片组成的三维花状的二硫化钼微球

纳米片自组装的二硫化钼(MoS2)层级空心结构

层级结构的MoS2空心球

层级结构的MoS2空心管

SnO2/BNMB复合材料 

巯基乙胺修饰的氧化石墨烯(GO-SH)

磁性的GO-SH-/Fe3O4材料

掺杂不同比例二硫化钼(MoS2)的MoS2rRGO复合水凝胶

MoS2/Gr复合材料

RGO/MoS2复合光催化材料

聚硅烷@MoS_2纳米材料

PANI/MoS_2杂化材料

1T-MoS2/SWNT复合材料

二硫化钼纳米片/多孔二氧化钼(MoS2/MoO2)复合材料

氮掺杂二硫化钼(N-MoS2/C)复合体阴极催化剂材料

MoS2/MoOx异质结构纳米片

硫化铜/二硫化钼(CuS/MoS2)复合光催化剂

硫化锌基纳米材料

MoS2@GF复合物

BFTO/MoS_2复合物

基于多铁材料Bi_5FeTi_3O_(15)纳米纤维

具有纳微复合结构的MoS2/石墨烯复合材料

寡层MoS2纳米片

MoS2/BiVO4复合材料

MoS2/ZnS复合材料

POM/PTFEMoS2/Al2O3纳米复合材料

新型的辣根过氧化酶-二硫化钼-石墨烯(HRP-MoS2-Gr)纳米复合材料

二硫化钼-自掺杂聚苯胺(MoS2-SPAN)纳米复合材料

三维花状MoS2/GO/o-MWNTs纳米复合材料

铁掺杂二氧化钛纳米方块原位复合二硫化钼的二维纳米复合材料

Fe-TiO2/MoS2

二硫化钼(MoS2)纳米片微球

金纳米颗粒功能化二硫化钼(AuNPs@MoS2)纳米复合材料

铜掺杂二氧化钛纳米方块原位复合二硫化钼的二维纳米复合材料

Cu-TiO2/MoS2

铁、锰共掺杂二氧化钛纳米方块原位复合二硫化钼的二维纳米复合材料

FeMn-TiO2/MoS2

无定形二硫化钼/单壁碳纳米管(MoS2/SWNTs)复合材料

钴掺杂二氧化钛纳米方块原位复合二硫化钼的二维纳米复合材料

Co-TiO2/MoS2

二硫化钼(MoS2)纳米片/硫化镉(CdS)纳米线核壳结构复合光催化剂

纳米花状二硫化钼修饰的TiO2纳米管阵列上

单层或少层数的富硫二硫化钼负载在氮掺杂石墨烯的复合材料

MoS2/N-rGO

金属钴纳米颗粒修饰碳纳米管Co@NCN-800

二硫化钼-聚苯胺(MoS_2-PANI)复合材料

PC/MoS2聚碳酸酯二硫化钼纳米复合材料

普鲁士蓝立方块/二硫化钼纳米复合材料

二硫化钼-碳纳米颗粒复合物C@MoS2

掺杂碳纤维/二硫化钼纳米片杂化材料

以上内容来自齐岳小编zzj 2021.4.12