ванадат висмута

ванадат висмута
Имена
	Другие имена Ортованадат висмута, Пигмент желтый 184.
Идентификаторы
Номер CAS	14059-33-7 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
Информационная карта ECHA	100.034.439
Номер ЕС	237-898-0 ;
ПабХим CID	159719 ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID20893971 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	Би О 4 В
Молярная масса	323.918 g·mol −1
Появление	ярко-желтое твердое вещество
Запах	без запаха
Плотность	6,25 г/см 3
Температура плавления	500 ° С (932 ° F; 773 К)
Растворимость в воде	нерастворимый
Растворимость	растворим в кислоте
Показатель преломления ( n D )	2.45
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Предупреждение
Заявления об опасности	H373
Меры предосторожности	П260 , П314 , П501
NFPA 704 (огненный алмаз)	2 0 1
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Ссылки на инфобоксы

Ванадат висмута — неорганическое соединение формулы BiVO ₄ . Это ярко-желтое твердое вещество. Он широко изучен как фотокатализатор 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 CI Pigment Yellow 184. ^{[ 2 ]} В природе встречается в виде редких минералов пухерита, клинобисванита и дрейерита.

История и использование

Ванадат висмута представляет собой ярко-желтый порошок, может иметь легкий зеленый оттенок. При использовании в качестве пигмента он имеет высокую цветность и отличную укрывистость. В природе ванадат висмута встречается в виде минерала пухерита, клинобисванита и дрейерита в зависимости от образующейся полиморфной модификации. Его синтез был впервые зафиксирован в фармацевтическом патенте в 1924 году, а в середине 1980-х годов его начали легко использовать в качестве пигмента. Сегодня он производится по всему миру для использования пигментов. ^{[ 2 ]}

Характеристики

Большинство коммерческих пигментов ванадата висмута основаны на моноклинной (клинобисванит) и тетрагональной двухфазные системы с соотношением 4:3 между ванадатом висмута и молибдатом висмута (Bi ₂ MoO _{6 ).} (дрейерит) структурах, хотя в последние годы использовались ^{[ 3 ]}

В качестве фотокатализатора

BiVO ₄ привлек большое внимание как фотокатализатор для расщепления воды и восстановления. ^{[ 4 ]} В моноклинной фазе BiVO ₄ представляет собой фотоактивный полупроводник n-типа с шириной запрещенной зоны 2,4 эВ, который был исследован на расщепление воды после легирования W и Mo. ^{[ 3 ]} Фотоаноды BiVO ₄ продемонстрировали рекордную эффективность преобразования солнечной энергии в водород (STH) — 5,2% для плоских пленок. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} и 8,2% для наностержней WO ₃ @BiVO ₄ ядро-оболочка. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} (самый высокий для металлооксидных фотоэлектродов) с преимуществом очень простого и дешевого материала.

Производство

В то время как большинство CICP образуются исключительно в результате высокотемпературного прокаливания , ванадат висмута может образовываться в результате серии pH с контролируемым реакций осаждения . Эти реакции можно проводить в присутствии молибдена или без него в зависимости от желаемой конечной фазы. Также можно начать с исходных оксидов (Bi ₂ O ₃ и V ₂ O ₅ ) и провести высокотемпературное прокаливание для получения чистого продукта. ^{[ 10 ]}

Ссылки

^ Мониш, SJA; Шевлин, С.А.; Мартин, диджей; Го, З.-Х.; Тан, Дж. (2015). «Фотокатализаторы гетероперехода, управляемые видимым светом, для расщепления воды - критический обзор. Энергетика и экология» . Энергетика и экология . 8 (3): 731–759. дои : 10.1039/C4EE03271C .
^ Jump up to: ^а ^б Б. Гюнтер «Неорганические цветные пигменты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2012.
^ Jump up to: ^а ^б Каур, Г.; Панди, ОП; Сингх, К. (июль 2012 г.). «Оптические, структурные и механические свойства оксидов ванадата висмута, легированных катионами различной валентности». Физический статус Солиди А. 209 (7): 1231–1238. Бибкод : 2012PSSAR.209.1231K . дои : 10.1002/pssa.201127636 . S2CID 119875801 .
^ Тайеби, Мейсам; Ли, Бён Гю (2019). «Последние достижения в области полупроводниковых материалов BiVO4 для производства водорода с использованием фотоэлектрохимического расщепления воды». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 111 : 332–343. дои : 10.1016/j.rser.2019.05.030 . S2CID 181633505 .
^ Хан, Лихао; Абди, Фетва Ф.; ван де Крол, Роэль; Лю, Руй; Хуан, Чжуанцюнь; Леверенц, Ханс-Иоахим; Дам, 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. Бибкод : 2014ЧСЧ...7.2832Х . дои : 10.1002/cssc.201402456 . ПМИД 25138735 .
^ Абди, Фетва Ф.; Хан, Лихао; Сметс, Арно Х.М.; Земан, Миро; Дам, Бернард; ван де Крол, Роэль (29 июля 2013 г.). «Эффективное расщепление солнечной воды за счет улучшенного разделения зарядов в тандемном фотоэлектроде ванадат висмута и кремния» . Природные коммуникации . 4 (1): 2195. Бибкод : 2013NatCo...4.2195A . дои : 10.1038/ncomms3195 . ПМИД 23893238 .
^ Пихош, Юрий; Туркевич Иван; Маватари, Кадзума; Уэмура, Джин; Казоэ, Ютака; Косар, Соня; Макита, Кикуо; Сугая, Такеёси; Мацуи, Такуя; Фудзита, Дайсуке; Тоса, Масахиро (8 июня 2015 г.). «Фотокаталитическая генерация водорода наностержнями ядро-оболочка WO 3 / BiVO 4 с максимальной эффективностью расщепления воды» . Научные отчеты . 5 (1): 11141. Бибкод : 2015НатСР...511141П . дои : 10.1038/srep11141 . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 4459147 . ПМИД 26053164 .
^ Косар, Соня; Пихош, Юрий; Туркевич Иван; Маватари, Кадзума; Уэмура, Джин; Казоэ, Ютака; Макита, Кикуо; Сугая, Такеёси; Мацуи, Такуя; Фудзита, Дайсуке; Тоса, Масахиро (25 февраля 2016 г.). «Тандемное фотоэлектро-фотоэлектрохимическое устройство GaAs/InGaAsP–WO3/BiVO4 для солнечной генерации водорода» . Японский журнал прикладной физики . 55 (4С): 04ЕС01. Бибкод : 2016JaJAP..55dES01K . дои : 10.7567/jjap.55.04es01 . ISSN 0021-4922 . S2CID 125395272 .
^ Косар, Соня; Пихош, Рождение; Бекаревич, Раман; Мицуиси, Казутака; Маватари, Кадзума; Казоэ, Ютака; Китамори, Такэхико; Тоса, Масахиро; Тарасов Алексей Б.; Гудлин, Юджин А.; Струк, Ярослав М. (01.07.2019). «Высокоэффективное фотокаталитическое преобразование солнечной энергии в водород с помощью наностержней гетероперехода ядро-оболочка WO3/BiVO4» . Прикладная нанонаука . 9 (5): 1017–1024. Бибкод : 2019ApNan... 9.1017K дои : 10.1007/s13204-018-0759-z . ISSN 2190-5517 . S2CID 139703154 .
^ Суливан, Р. Заявка на европейский патент 91810033.0, 1991.

[1] Мониш, SJA; Шевлин, С.А.; Мартин, диджей; Го, З.-Х.; Тан, Дж. (2015). «Фотокатализаторы гетероперехода, управляемые видимым светом, для расщепления воды - критический обзор. Энергетика и экология» . Энергетика и экология . 8 (3): 731–759. дои : 10.1039/C4EE03271C .

[Ullmann-2] Jump up to: ^а ^б Б. Гюнтер «Неорганические цветные пигменты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2012.

[auto-3] Jump up to: ^а ^б Каур, Г.; Панди, ОП; Сингх, К. (июль 2012 г.). «Оптические, структурные и механические свойства оксидов ванадата висмута, легированных катионами различной валентности». Физический статус Солиди А. 209 (7): 1231–1238. Бибкод : 2012PSSAR.209.1231K . дои : 10.1002/pssa.201127636 . S2CID 119875801 .

[4] Тайеби, Мейсам; Ли, Бён Гю (2019). «Последние достижения в области полупроводниковых материалов BiVO4 для производства водорода с использованием фотоэлектрохимического расщепления воды». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 111 : 332–343. дои : 10.1016/j.rser.2019.05.030 . S2CID 181633505 .

[5] Хан, Лихао; Абди, Фетва Ф.; ван де Крол, Роэль; Лю, Руй; Хуан, Чжуанцюнь; Леверенц, Ханс-Иоахим; Дам, 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. Бибкод : 2014ЧСЧ...7.2832Х . дои : 10.1002/cssc.201402456 . ПМИД 25138735 .

[6] Абди, Фетва Ф.; Хан, Лихао; Сметс, Арно Х.М.; Земан, Миро; Дам, Бернард; ван де Крол, Роэль (29 июля 2013 г.). «Эффективное расщепление солнечной воды за счет улучшенного разделения зарядов в тандемном фотоэлектроде ванадат висмута и кремния» . Природные коммуникации . 4 (1): 2195. Бибкод : 2013NatCo...4.2195A . дои : 10.1038/ncomms3195 . ПМИД 23893238 .

[7] Пихош, Юрий; Туркевич Иван; Маватари, Кадзума; Уэмура, Джин; Казоэ, Ютака; Косар, Соня; Макита, Кикуо; Сугая, Такеёси; Мацуи, Такуя; Фудзита, Дайсуке; Тоса, Масахиро (8 июня 2015 г.). «Фотокаталитическая генерация водорода наностержнями ядро-оболочка WO 3 / BiVO 4 с максимальной эффективностью расщепления воды» . Научные отчеты . 5 (1): 11141. Бибкод : 2015НатСР...511141П . дои : 10.1038/srep11141 . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 4459147 . ПМИД 26053164 .

[8] Косар, Соня; Пихош, Юрий; Туркевич Иван; Маватари, Кадзума; Уэмура, Джин; Казоэ, Ютака; Макита, Кикуо; Сугая, Такеёси; Мацуи, Такуя; Фудзита, Дайсуке; Тоса, Масахиро (25 февраля 2016 г.). «Тандемное фотоэлектро-фотоэлектрохимическое устройство GaAs/InGaAsP–WO3/BiVO4 для солнечной генерации водорода» . Японский журнал прикладной физики . 55 (4С): 04ЕС01. Бибкод : 2016JaJAP..55dES01K . дои : 10.7567/jjap.55.04es01 . ISSN 0021-4922 . S2CID 125395272 .

[9] Косар, Соня; Пихош, Рождение; Бекаревич, Раман; Мицуиси, Казутака; Маватари, Кадзума; Казоэ, Ютака; Китамори, Такэхико; Тоса, Масахиро; Тарасов Алексей Б.; Гудлин, Юджин А.; Струк, Ярослав М. (01.07.2019). «Высокоэффективное фотокаталитическое преобразование солнечной энергии в водород с помощью наностержней гетероперехода ядро-оболочка WO3/BiVO4» . Прикладная нанонаука . 9 (5): 1017–1024. Бибкод : 2019ApNan... 9.1017K дои : 10.1007/s13204-018-0759-z . ISSN 2190-5517 . S2CID 139703154 .

[10] Суливан, Р. Заявка на европейский патент 91810033.0, 1991.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]