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氧化钨多晶体(WO3-x)纳米材料由于其在自然界含量丰富、容易获得、高稳定性、非重合度和化学多样性,人们对其纳米材料产生了相当大的兴趣,并从传统的催化剂和电子学到新兴的人工智能都取得了许多进展。近期,青岛大学的一项研究介绍了WO3-x多晶的最新进展及其多功能应用。
作为广泛存在于自然界的通用半导体,钨氧化物(WO3-x,x≥0)及其衍生物已经被应用于智能窗、显示设备、气体传感器、光催化系统、光电开关、信息存储器等。WO3-x是一种典型的ReO3型过氧化物结构,具有非重合性、耐酸性、热稳定性和化学多样性等特点。与传统的同类产品相比,这种类型的半导体纳米结构呈现出更好的性能,因此,其利用率也越来越高。
由于氧化钨多晶体具有约2.5-2.8 eV的窄带隙,它具有良好的光敏性和电子传输特性。因此,它在光(电)催化剂、光致变色剂、光疗和光电子学方面引起了广泛关注。非重合度,即不同氧化态的存在,导致了对缺氧的WO3-x(如W18O49、WO2.83和WO2.9)在电致变色、电致色、催化、气体传感等领域的深入研究。
研究人员还利用化学共沉淀法制备了未掺杂和掺杂镍的WO3纳米片,研究了掺杂镍对WO3抗癌活性的影响。随着镍离子的掺入,颗粒保持了板状的形态。然而,随着镍离子的掺入,纳米板的厚度略有下降,5%的镍掺入的WO3在降低MCF-7和Hep-2癌细胞的细胞活力百分比方面表现出优异的性能
由于独特的物理和化学特性,氧化钨多晶体已成为研究最广泛的功能性金属氧化物之一。在光催化的应用领域,具有低激发能量和高化学稳定性的WO3光催化剂有望与传统的TiO2相媲美。在不久的将来,有必要消除单一性能的限制。需要在高温下工作的基于WO3的电阻式气体传感器不仅消耗高功率,而且寿命短。用其他能量代替高温来控制电荷转移和载流子浓度将实现气体传感器在室温下工作。
WO3的优异性能也为医学上治疗疾病和消除癌症提供了无限可能。因此,需要对氧化钨多晶体材料的技术开发和性能改进进行更多研究。