WikiDer > Ванадат висмута

Bismuth vanadate
Ванадат висмута
Мелкий желтый порошок
Имена
Другие имена
Ортованадат висмута, желтый пигмент 184
Идентификаторы
3D модель (JSmol)
ECHA InfoCard100.034.439 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 237-898-0
Характеристики
БиО4V
Молярная масса323.918 г · моль−1
Внешностьярко-желтое твердое вещество
Плотность6,1 г / см3
2.45
Опасности
Пиктограммы GHSGHS08: Опасность для здоровья
Сигнальное слово GHSПредупреждение
H373
P260, P314, P501
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Ванадат висмута это неорганическое соединение с формулой BiVO4. Это ярко-желтое твердое вещество. Он широко используется в качестве фотокатализатора видимого света с узкой запрещенной зоной менее 2,4 эВ.[1] Это представитель «сложных неорганических цветных пигментов» или CICP. Более конкретно, ванадат висмута представляет собой оксид смешанных металлов. Ванадат висмута также известен под названием Color Index International как C.I. Желтый пигмент 184.[2] Он встречается в природе в виде редких минералов пучерит, клинобисванит и дрейерит.

История и использование

Ванадат висмута - это ярко-желтый порошок с легким зеленым оттенком. При использовании в качестве пигмента он обладает высокой цветностью и отличной укрывистостью. В природе ванадат висмута можно найти в виде минералов пучерит, клинобисванит и дрейерит, в зависимости от конкретного образовавшегося полиморфа. Его синтез был впервые зарегистрирован в фармацевтическом патенте в 1924 году и начал широко использоваться в качестве пигмента в середине 1980-х годов. Сегодня он производится во всем мире для использования в качестве пигмента.[2]

Характеристики

Самый коммерческий висмут ванадатные пигменты теперь основаны на чистом ванадате висмута с моноклинический (клинобисванит) или четырехугольный (дрейерит), хотя в прошлом двухфазные системы с соотношением 4: 3 между ванадатом висмута и молибдатом висмута (Bi2МоО6) был использован.[3] В моноклинной фазе BiVO4 представляет собой фотоактивный полупроводник n-типа с шириной запрещенной зоны 2,4 эВ, который исследовался на предмет расщепления воды после легирования W и Mo.[3] BiVO4 фотоаноды продемонстрировали рекордную эффективность преобразования солнечной энергии в водород (STH) 5,2% для плоских пленок.[4][5] и 8,2% для WO3@BiVO4 наностержни ядро-оболочка[6][7][8] (самый высокий для металлооксидного фотоэлектрода) с преимуществом очень простого и дешевого материала.

Производство

Хотя большинство CICP образуются исключительно в твердом состоянии, при высокой температуре прокаливание, ванадат висмута может быть образован из ряда pH контролируемый осадки реакции (важно отметить, что эти реакции могут проводиться в присутствии или без молибден в зависимости от желаемой финальной фазы). Также можно начать с исходных оксидов (Bi2О3 и V2О5) и провести высокотемпературный обжиг для получения чистого продукта.[9]

Рекомендации

  1. ^ Moniz, S.J.A .; Шевлин, С. А .; Мартин, Д. Дж .; Guo, Z.-X .; Тан, Дж. (2015). "Фотокатализаторы на гетеропереходах на основе видимого света для расщепления воды - критический обзор. Энергетика и экология". 8: 731–759. Дои:10.1039 / C4EE03271C. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  2. ^ а б Б. Гюнтер «Неорганические цветные пигменты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2012.
  3. ^ а б Kaur, G .; Pandey, O.P .; Сингх, К. (июль 2012 г.). «Оптические, структурные и механические свойства оксидов ванадата висмута, легированных различными валентными катионами». Physica Status Solidi A. 209 (7): 1231–1238. Bibcode:2012PSSAR.209.1231K. Дои:10.1002 / pssa.201127636.
  4. ^ Хан, Лихао; Abdi, Fatwa F .; ван де Крол, Роэль; Лю, Руи; Хуанг, Чжуанцюнь; Леверенц, Ханс-Иоахим; Дамба, Бернард; Земан, Миро; Сметс, Арно Х. М. (октябрь 2014 г.). «Эффективное водоразделительное устройство на основе фотоанода ванадата висмута и тонкопленочных кремниевых солнечных элементов» (PDF). ChemSusChem. 7 (10): 2832–2838. Дои:10.1002 / cssc.201402456. PMID 25138735.
  5. ^ Abdi, Fatwa F .; Хан, Лихао; Сметс, Арно Х. М .; Земан, Миро; Дамба, Бернард; ван де Крол, Роэль (29 июля 2013 г.). «Эффективное разделение солнечной воды за счет улучшенного разделения зарядов в тандемном фотоэлектроде ванадат висмута-кремний». Nature Communications. 4 (1): 2195. Bibcode:2013 НатКо ... 4.2195A. Дои:10.1038 / ncomms3195. PMID 23893238.
  6. ^ Пихош, Юрий; Туркевич, Иван; Маватари, Кадзума; Уэмура, Джин; Казоэ, Ютака; Косар, Соня; Макита, Кикуо; Сугая, Такэёси; Мацуи, Такуя; Фудзита, Дайсуке; Тоса, Масахиро (2015-06-08). «Фотокаталитическое производство водорода наностержнями WO 3 / BiVO 4 ядро-оболочка с максимальной эффективностью расщепления воды». Научные отчеты. 5 (1): 11141. Дои:10.1038 / srep11141. ISSN 2045-2322. ЧВК 4459147. PMID 26053164.
  7. ^ Косар, Соня; Пихош, Юрий; Туркевич, Иван; Маватари, Кадзума; Уэмура, Джин; Казоэ, Ютака; Макита, Кикуо; Сугая, Такэёси; Мацуи, Такуя; Фудзита, Дайсуке; Тоса, Масахиро (25 февраля 2016 г.). «Тандемное фотоэлектрическое-фотоэлектрохимическое устройство GaAs / InGaAsP-WO3 / BiVO4 для солнечной генерации водорода». Японский журнал прикладной физики. 55 (4S): 04ES01. Дои:10.7567 / jjap.55.04es01. ISSN 0021-4922.
  8. ^ Косар, Соня; Пихош, Юрий; Бекаревич, Раман; Мицуиси, Казутака; Маватари, Кадзума; Казоэ, Ютака; Китамори, Такехико; Тоса, Масахиро; Тарасов, Алексей Б .; Гудилин, Евгений А .; Струк, Ярослав М. (01.07.2019). «Высокоэффективное фотокаталитическое преобразование солнечной энергии в водород с помощью наностержней WO3 / BiVO4 с гетеропереходом ядро ​​– оболочка». Прикладная нанонаука. 9 (5): 1017–1024. Дои:10.1007 / s13204-018-0759-z. ISSN 2190-5517. S2CID 139703154.
  9. ^ Суливан Р. Заявка на европейский патент 91810033.0, 1991.