فانادات البزموت

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

فانادات البزموت مركب غير عضوي صيغته BiVO₄ ، وهو مادة صلبة صفراء زاهية. يُدرس على نطاق واسع كمحفز ضوئي للضوء المرئي ، وله فجوة نطاق ضيقة تقل عن2.4  إلكترون فولت . [ 4 ] وهو أحد أمثلة "الأصباغ الملونة غير العضوية المعقدة"، أو CICPs. وبشكل أكثر تحديدًا، فإن فانادات البزموت هو أكسيد فلزي مختلط . يُعرف فانادات البزموت أيضًا في فهرس الألوان الدولي باسم CI Pigment Yellow 184. [ 5 ] يوجد بشكل طبيعي على هيئة معادن نادرة مثل البوشيريت ، والكلينوبيسفانيت ، والدريريت . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

ملكيات

تعتمد معظم أصباغ فانادات البزموت التجارية على هياكل أحادية الميل (كلينوبيسفانيت) ورباعية (دريريت) ، على الرغم من أنه في الماضي تم استخدام أنظمة طورين تتضمن علاقة 4:3 بين فانادات البزموت وموليبدات البزموت ( Bi2MoO6 ). [ 9 ]

إنتاج

بينما تتشكل معظم مركبات CICP حصريًا من خلال التكليس بدرجة حرارة عالية ، يمكن تكوين فانادات البزموت من خلال سلسلة من تفاعلات الترسيب التي يتم التحكم فيها بدرجة الحموضة . ويمكن إجراء هذه التفاعلات بوجود الموليبدينوم أو بدونه ، وذلك حسب الطور النهائي المطلوب.

من الممكن أيضًا البدء بالأكاسيد الأصلية ( Bi 2 O 3 و V 2 O 5 ) وإجراء تكليس بدرجة حرارة عالية للحصول على منتج نقي.

التاريخ والاستخدامات

فانادات البزموت مسحوق أصفر زاهٍ، وقد يميل لونه إلى الأخضر قليلاً. عند استخدامه كصبغة، يتميز بدرجة تشبع لوني عالية وقدرة تغطية ممتازة . يوجد فانادات البزموت في الطبيعة على هيئة معادن البوشيريت، والكلينوبيسفانيت، والدريريت، وذلك تبعًا للشكل البلوري المتكون. سُجِّلَ تركيبه لأول مرة في براءة اختراع صيدلانية عام 1924، وبدأ استخدامه على نطاق واسع كصبغة في منتصف ثمانينيات القرن العشرين. يُصنَّع اليوم في جميع أنحاء العالم لاستخدامه كصبغة. [ 5 ]

كمحفز ضوئي

حظي مركب BiVO₄ باهتمام كبير كمحفز ضوئي لتحليل الماء ولأغراض المعالجة. [ 10 ] في الطور أحادي الميل، يُعد BiVO₄ شبه موصل ضوئي نشط من النوع n ذو فجوة نطاق تبلغتمت دراسة طاقة 2.4  إلكترون فولت لتحليل الماء بعد تطعيمها بالتنغستن والموليبدينوم . [ 9 ] وقد أظهرت المصاعد الضوئية المصنوعة من BiVO4 كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى هيدروجين قياسية بلغت 5.2% للأغشية المسطحة، [ 11 ] [ 12 ] و8.2% لأكسيد التنغستن في قضبان نانوية ذات بنية لبية -قشرية من BiVO4 (وهي الأعلى بين المصاعد الضوئية المصنوعة من أكاسيد المعادن)، مع ميزة كونها مادة بسيطة ورخيصة للغاية. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

مراجع

  1. 1 2 3 "SDS - أكسيد البزموت والفاناديوم" . www.fishersci.com . المراجعة 4. شركة ThermoFisher Scientific. 24 ديسمبر 2025. تاريخ الاسترجاع: 9 يوليو 2026 .
  2. ↑ "نقطة انصهار/تجمد رباعي أكسيد البزموت والفاناديوم وفقًا لبيانات وكالة المواد الكيميائية الأوروبية" . صحيفة بيانات تسجيل REACH . وكالة المواد الكيميائية الأوروبية . تاريخ الاطلاع: 11 مارس 2025 .
  3. ↑ "أكسيد البزموت والفاناديوم، 99.9%" . www.fishersci.com . شركة ThermoFisher Scientific . تاريخ الاسترجاع: 9 يوليو 2026 .
  4. ↑ مونيز، إس جيه إيه؛ شيفلين، إس إيه؛ مارتن، دي جيه؛ غو، زد-إكس؛ تانغ، جيه. (2015). "المحفزات الضوئية ذات الوصلات غير المتجانسة التي تعمل بالضوء المرئي لتحليل الماء - مراجعة نقدية. الطاقة والعلوم البيئية". الطاقة والعلوم البيئية . 8 (3): 731-759 . doi : 10.1039/C4EE03271C .
  5. 1 2 بوكسباوم، ج. (2009). "الأصباغ غير العضوية، 3. الأصباغ الملونة". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.n20_n02 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  6. ^ "بوتشريت" . Mindat.org .
  7. ^ "الكلينوبيسفانيت" . Mindat.org .
  8. ↑ "Dreyerite" . mindat.org .
  9. 1 2 كور، ج.؛ باندي، أ.ب.؛ سينغ، ك. (يوليو 2012). "الخواص البصرية والبنيوية والميكانيكية لأكاسيد فانادات البزموت المختلفة المُطعّمة بكاتيونات التكافؤ". فيزيكا ستاتوس سوليدي أ . 209 (7): 1231-1238 . Bibcode : 2012PSSAR.209.1231K . doi : 10.1002/pssa.201127636 . S2CID 119875801 . 
  10. ↑ طيبي، ميثم؛ لي، بيونغ كيو (2019). "التطورات الحديثة في مواد أشباه الموصلات BiVO4 لإنتاج الهيدروجين باستخدام التحليل الكهروضوئي للماء". مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 111 : 332-343 . doi : 10.1016/j.rser.2019.05.030 . S2CID 181633505 . 
  11. ↑ هان، ليهاو؛ عبدي، فتوى ف.؛ فان دي كرول، رويل؛ ليو، روي؛ هوانغ، تشوانغتشون؛ ليفيرينز، هانز-يواكيم؛ دام، برنارد؛ زيمان، ميرو؛ سميتس، أرنو إتش إم (أكتوبر 2014). "جهاز فعال لتحليل الماء يعتمد على قطب ضوئي من فانادات البزموت وخلايا شمسية من السيليكون الرقيق" (ملف PDF) . ChemSusChem . 7 (10): 2832–2838 . Bibcode : 2014ChSCh...7.2832H . doi : 10.1002/cssc.201402456 . PMID 25138735 . 
  12. ↑ عبدي، فتوى ف.؛ هان، ليهاو؛ سميتس، أرنو إتش إم؛ زيمان، ميرو؛ دام، برنارد؛ فان دي كرول، رويل (29 يوليو 2013). "تحليل الماء الشمسي بكفاءة عالية من خلال فصل الشحنات المحسّن في قطب ضوئي ترادفي من فانادات البزموت والسيليكون" . مجلة نيتشر كوميونيكيشنز . 4 (1): 2195. Bibcode : 2013NatCo...4.2195A . doi : 10.1038/ncomms3195 . PMID 23893238 . 
  13. ^ بيهوش، يوري. توركيفيتش، إيفان؛ مواتاري، كازوما؛ ايمورا، جين؛ كازوي، يوتاكا؛ كوسار، سونيا؛ ماكيتا، كيكو؛ سوجايا، تاكيوشي؛ ماتسوي، تاكويا؛ فوجيتا، دايسوكي؛ توسا ، ماساهيرو (2015/06/08). "توليد الهيدروجين بالتحفيز الضوئي بواسطة النواة النانوية WO 3 /BiVO 4 مع كفاءة تقسيم الماء القصوى" . التقارير العلمية . 5 (1) 11141. بيب كود : 2015NatSR...511141P . دوى : 10.1038/srep11141 . ISSN 2045-2322 . بمك 4459147 . بميد 26053164 .   
  14. ↑ كوسار، سونيا؛ بيهوش، يوري؛ توركيفيتش، إيفان؛ مواتاري، كازوما؛ ايمورا، جين؛ كازوي، يوتاكا؛ ماكيتا، كيكو؛ سوجايا، تاكيوشي؛ ماتسوي، تاكويا؛ فوجيتا، دايسوكي؛ توسا ، ماساهيرو (25/02/2016). “جهاز GaAs/InGaAsP-WO 3 /BiVO 4 الترادفي الكهروضوئي الكهروضوئي لتوليد الهيدروجين الشمسي”. المجلة اليابانية للفيزياء التطبيقية . 55 (4S) 04ES01. بيب كود : 2016JaJAP..55dES01K . دوى : 10.7567/jjap.55.04es01 . ISSN 0021-4922 . S2CID 125395272 .  
  15. ↑ كوسار، سونيا؛ بيهوش، يوري؛ بيكاريفيتش، رامان؛ ميتسويشي، كازوتاكا؛ مواتاري، كازوما؛ كازوي، يوتاكا؛ كيتاموري، تاكيهيكو؛ توسا، ماساهيرو؛ تاراسوف، أليكسي ب. جودلين، يوجين A .؛ ستروك ، ياروسلاف م. (2019-07-01). “تحويل حفاز ضوئي عالي الكفاءة للطاقة الشمسية إلى هيدروجين بواسطة WO 3 /BiVO 4 نانودودس متغايرة النواة”. علم النانو التطبيقي . 9 (5): 1017–1024 . بيب كود : 2019ApNan...9.1017K . دوى : 10.1007 / s13204-018-0759-z . ISSN 2190-5517 . S2CID 139703154 .