半導(dǎo)體復(fù)合的意義

半導(dǎo)體復(fù)合的意義首先在于具有不同能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體微粒，為利用窄帶隙的半導(dǎo)體敏化寬帶隙的半導(dǎo)體納米顆粒提供可能性；其次，在于二次元復(fù)合半導(dǎo)體中兩種半導(dǎo)體之間的能級差使得光生載流子由一種半導(dǎo)體微粒的能級注入到另一種半導(dǎo)體的能級上，產(chǎn)生了有效而長期的電荷分離；另外，不同金屬離子由于其配位及電荷性不同產(chǎn)生過剩電荷，也能增加其半導(dǎo)體俘獲電子或質(zhì)子的能力，從而提升光催化劑的活性。常見的半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑有：WO3/α-Fe2O3、WO3/CeO2、WO3/Y2O3、WO3/TiO2、WO3/CdS/W等。

半導(dǎo)體WO3/α-Fe2O3/W復(fù)合光催化劑

復(fù)相WO3/α-Fe2O3/W中少量金屬W粉能夠提高催化劑的催化活性。其原理不僅是因為金屬的催化性質(zhì)；同時，由于電子在金屬的富集，減少了半導(dǎo)體表面電子的濃度，從而減少了電子與空穴在半導(dǎo)體表面的復(fù)合（水溶液中，由于界面雜質(zhì)能級的存在，表象復(fù)合是最主要的，半導(dǎo)體內(nèi)的復(fù)合次之），從而加速了電子的傳遞，提高半導(dǎo)體的光催化活性。同時，研究還表明，加入1%的W是最適合的量。

α-Fe2O3P型半導(dǎo)體，WO3是n型半導(dǎo)體，根據(jù)某文獻的報道：n型半導(dǎo)體中摻入P型半導(dǎo)體時，光催化活性較高。WO3的禁帶寬度為2.4eV ~2.8eV，由于P型α-Fe2O3的禁帶寬度為2.3eV，n型WO3的禁帶寬度為2.8eV（取高端），兩者的組合拓寬光催化劑的禁帶寬度到2.3eV~2.8eV，從而大為提高對可見光的吸收率，進而提升WO3光催化劑的催化活性。

WO3/CeO2復(fù)合光催化劑

研究表明，基質(zhì)WO3中摻雜CeO2能提高其光催化活性，其原理是：當(dāng)光催化劑受到足夠的光能量的激發(fā)時，WO3和CeO2同時發(fā)生帶間躍遷，由于其導(dǎo)電帶和價帶能級的差異，三氧化鎢導(dǎo)帶上的電子轉(zhuǎn)移到能級較低的CeO2的導(dǎo)帶上并在此聚集，而光生空穴則聚集在能級較高的WO3價帶上。在這個基礎(chǔ)上的光生電子與空穴的分離效率比純的WO3和CeO2來得高，從而提升其催化活性。

WO3/CdS/W復(fù)合光催化劑處理廢水

實驗研究了使用WO3/CdS/W復(fù)合光催化劑對印染廢水進行深度處理，其結(jié)果顯示，在適當(dāng)?shù)慕M分質(zhì)量比為WO3：CdS：W=60：39：1的條件下，印染廢水的COD、色度去除率分別達到69.8%、71.0%。

硫化鎘（CdS）有兩種形式的晶體：α-式呈檸檬黃色粉末；β-式呈桔紅色粉末。高純度硫化鎘是良好的半導(dǎo)體，對可見光有強烈的光電效應(yīng)，可用于制光電管、太陽能電池、光敏電阻、光催化劑等。研究表明，在WO3中加入適量的CdS能夠提高光觸媒的催化活性。因WO3是禁帶寬度Eq=2.8eV（較大），而CdS的禁帶寬度為Eq=2.12eV（較?。?，WO3與CdS的復(fù)合使用，其對可見光吸收率大為提高。

新型三氧化鎢復(fù)合光催化劑

近年來，新型的光催化材料的開發(fā)和應(yīng)用引起了研究者們的廣泛關(guān)注，如WO3和石墨烯的復(fù)合光催化劑，號稱能在15分鐘內(nèi)完全降解羅丹明B。

這種三氧化鎢-石墨烯光觸媒由于具有特殊的組成和多孔結(jié)構(gòu)，而具優(yōu)異的性能。三氧化鎢的納米框架能夠通過多孔結(jié)構(gòu)的多重反射，而有效的吸收可見光。其生成的電荷能夠快速的轉(zhuǎn)移到石墨烯，從而避免了電荷重組。另外，石墨烯納米片暴露在光催化劑的表面，這保證了石墨烯和染料污染物之間的π–π共軛，進而引發(fā)催化劑材料基板上的高吸收率。這些性能結(jié)合起來，通過光催化作用增強了染料污染物的降解。