文献综述
CsxWO3纳米材料的合成及其可见光光催化研究开题报告
高材1705 陈凯菲
光催化反应是光和物质之间的多种相互作用方式之一，是光反应和催化反应的融合，是在光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。该反应是利用一定波长的光照射某些具有能带结构的半导体光催化剂，使其产生光生载流子，从而促使许多难以实现的光化学反应能在常规条件下进行。
为了更好地完成本课题，我们需要了解光催化的原理及优缺点。知道一些检测手段如何使用以及检测结果如何解读，要与其性能一一对应，这样才能为我们探寻合适的工艺扫平障碍。当然，最重要的是要去了解目前最新的相关研究成果。以往一般被用作光屏蔽材料的一般有贵金属的纳米颗粒，氧化铟（ITO），稀土六硼化物等，但是这几种材料制成的薄膜要么透光性差，要么合成困难，要么可屏蔽的可见光的波长范围较窄，所以应用范围有所局限。根据前人的研究发现在氧化钨中掺入一价阳离子所形成的钨青铜具有优异的光电性能，其中铜具有低电阻率特点，而其近红外遮蔽性能是最近几年才被发现。2007年，Takeda通过固相反应利用钨酸铵和金属盐为原料，在氢气与氮气的体积比为95:5，温度为550℃时和氮气进行热处理得到MWO（M=Tl、Rb、Cs）材料，首次提出其薄膜具有良好的近红外光屏蔽性能，有望作为智能建筑和汽车玻璃隔热领域得到广泛应用。而我们这次研究的CsWO3纳米棒则是在已知有上诉优点的情况下，希望能找到更好的合成工艺来为以后光催化的研究奠定良好的基础。
光催化的优点：
（1）光催化氧化适合在常温下将有机废臭气体完全氧化成无毒无害的物质，不留任何二次污染，适合处理高浓度、气量大、稳定性强的有毒有害气体。
（2）光催化氧化利用人工紫外线灯管产生的紫外光真空波作为能源来活化催化剂，驱动氧化还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗，利用空气中的水和氧作为原料产生氧化剂，有效地降解有毒有害废臭气体成为光催化节约能源的较大特点。
（3）半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化碳、六氯苯等都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是氢氧自由基和超氧离子自由基，其氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。
（4）光催化氧化剂对从烃到羧酸的种类众多的有机物都有效，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，只要经过一定时间的反应可达到完全净化。
光催化降解程序简单、环境操作条件好、绿色环保、成本低，被认为是一种高效、经济的净化方法。然而通过光催化降解工艺从废水中去除有机污染物也存在太阳能利用不足的缺点。就补光而言，大多数的精力都集中在拓展光催化剂的光响应区域，以匹配最大的太阳能。其中最具有里程碑意义的一个例子，如N掺杂TiO2光催化剂，等离子体光催化剂，还有染料敏化光催化剂，都是为了使光催化剂在可见光下是有效的而发展起来的。但是尽管取得了所有这些进展，但近红外光还是很少被利用。到目前为止只有少数几种纳米材料已初步被用作近红外光催化剂，比如BiWO2/TiO2和Cu2（OH）PO4而发现一种全光谱响应光催化剂的目标还远远没有实现。为了实现全谱响应光催化性能这个目标，具有宽泛的吸收能力是光催化剂的先决条件。由均匀钨青铜型纳米晶合成的CsxWO3，这是由W6 和W5 的混合化合价钨离子组成。之所以选择这种材料，是因为钨青铜纳米晶的CsxWO3在200-2500nm范围内表现出较强的光吸收，覆盖了紫外、可见和全近红外波段。
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