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钼酸铋的掺杂改性研究进展
引言
钼酸铋作为一种重要的无机功能材料，受到了广泛的关注和研究。其具有优异的电学、光学、热学等功能特性，在光电子学、催化、电池等领域都有广泛的应用。然而，钼酸铋的应用仍然面临一些难题，例如，其光学响应较低、电导率不高等。为了进一步改善钼酸铋的应用性能，人们在掺杂技术方面做出了大量的研究。本文将介绍钼酸铋的掺杂改性研究进展，为钼酸铋材料的进一步研究提供参考和指导。
一、单元素掺杂
单元素掺杂是对材料的一种基本改性方式。常见的掺杂元素有碱金属、碱土金属、过渡金属等。掺杂可以改变钼酸铋的晶格结构、电荷状态、导电性、光学性质等，从而影响其性能。
碱金属掺杂：碱金属掺杂（如Na、K）可以改善钼酸铋的电导率。在碱金属掺杂的条件下，钼酸铋的导电性明显提高，这是由于掺杂离子的参与改变了材料的电子结构，其导电性受到影响。同时，掺杂的离子也能够改变材料的晶格结构和热稳定性。钙钛矿结构的钼酸铋（Bi8O11Mo4O39）的电导率在Na+掺杂下得到明显提高，达到了7.4×10-5S/cm。
碱土金属掺杂：碱土金属掺杂（如Ca、Ba）可以影响钼酸铋的电学和光学特性。掺杂后的钼酸铋具有更好的光学吸收和更优异的光电性能。研究表明，Ca2+单原子掺入钼酸铋（Bi2(O,H)4Mo3O13）中，可以使其光照时产生更多的光生载流子，从而提高了短路电流和开路电压。
过渡金属掺杂：过渡金属掺杂改变了钼酸铋的阻抗谱和导电性。过渡金属的掺杂改变了钼酸铋的γ-轮廓，而γ-轮廓的变化会影响材料的导电性。Cr掺杂的钼酸铋表现出更低的极化电阻，从而提高了材料的电导率。
二、多元素共掺杂
为了进一步提高钼酸铋的性能，人们开始探索复合掺杂的方法，多元素共掺杂成为了一种重要的研究方向。
双元素共掺杂：双元素共掺杂（如Mn、Fe）可以提高钼酸铋的电活性。共掺杂的钼酸铋在光照条件下产生的光生电荷密度更大，因此钼酸铋的光电转化效率也随之提高。Mn、Fe的共掺杂对化学发光的增强有很好的作用。研究表明，Mn、Fe共掺杂即可产生诸如橙色、蓝色、白色等多种颜色的光谱。
三元素共掺杂：三元素共掺杂是多元素共掺杂的一种，其掺杂元素通常包括过渡金属、碱金属和碱土金属等。三元素共掺杂可以改变钼酸铋的导电性、光电性、光敏电性等性质。研究发现，掺杂离子种类和比例对钼酸铋的电荷转移、载流子传输、光电响应等性质起着重要的影响。La、V、Ag三元素共掺杂的Bi2O2Mo2O7样品，其光电效应更优异；而Zn、Al、Li三元素共掺杂的Bi2O2Mo2O7中，掺杂作用导致载流子的增加，可以用于改善有机染料敏化太阳能电池的光电性能。
结论
综上所述，钼酸铋作为一种重要的功能性无机材料，其掺杂改性研究在很大程度上提高了其在光电子学、催化、电池等领域的应用性能。单元素掺杂、双元素共掺杂、三元素共掺杂等不同的掺杂方式都可以改变钼酸铋的电、光学性质。此外，掺杂还可以影响钼酸铋的晶格结构、热稳定性等特征。未来需要综合多个掺杂方法并尝试多种元素的复合掺杂，以进一步改善钼酸铋材料的性能，以满足更多的应用需求。