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Articulo de referencia

vanadato de bismuto

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El vanadato de bismuto es el compuesto inorgánico con la fórmula BiVO₄ . Es un sólido de color amarillo brillante. Se estudia ampliamente como fotocatalizador de luz visible con una banda prohibida estrecha de menos de2,4  eV . [ 4 ] Es un representante de los "pigmentos coloreados inorgánicos complejos" o CICP. Más específicamente, el vanadato de bismuto es un óxido de metal mixto . El vanadato de bismuto también se conoce en el Índice Internacional de Color como Pigmento Amarillo CI 184. [ 5 ] Se presenta naturalmente como los minerales raros pucherita , clinobisvanita y dreyerita . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

Propiedades

La mayoría de los pigmentos comerciales de vanadato de bismuto se basan en estructuras monoclínicas (clinobisvanita) y tetragonales (dreyerita) , aunque en el pasado se han utilizado sistemas de dos fases que implican una relación 4:3 entre vanadato de bismuto y molibdato de bismuto ( Bi₂MoO₆ ) . [ 9 ]

Producción

Si bien la mayoría de los CICP se forman exclusivamente mediante calcinación a alta temperatura , el vanadato de bismuto puede formarse a partir de una serie de reacciones de precipitación controladas por pH . Estas reacciones pueden llevarse a cabo con o sin la presencia de molibdeno, según la fase final deseada.

También es posible partir de los óxidos precursores ( Bi 2 O 3 y V 2 O 5 ) y realizar una calcinación a alta temperatura para obtener un producto puro.

Historia y usos

El vanadato de bismuto es un polvo amarillo brillante que puede tener un ligero tinte verdoso. Cuando se usa como pigmento, posee una alta croma y un excelente poder cubriente . En la naturaleza, el vanadato de bismuto se encuentra en forma de pucherita, clinobisvanita y dreyerita, dependiendo del polimorfo que se forme. Su síntesis se registró por primera vez en una patente farmacéutica en 1924 y comenzó a usarse comúnmente como pigmento a mediados de la década de 1980. Actualmente se fabrica en todo el mundo para su uso como pigmento. [ 5 ]

Como fotocatalizador

El BiVO4 ha recibido mucha atención como fotocatalizador para la división del agua y para la remediación. [ 10 ] En la fase monoclínica, el BiVO4 es un semiconductor fotoactivo de tipo n con una banda prohibida de2,4  eV , que se ha investigado para la división del agua después del dopaje con W y Mo. [ 9 ] Los fotoánodos de BiVO 4 han demostrado eficiencias de conversión solar a hidrógeno (STH) récord del 5,2 % para películas planas, [ 11 ] [ 12 ] y del 8,2 % para WO 3 en nanobarras de núcleo-capa de BiVO 4 (la más alta para fotoelectrodo de óxido metálico) con la ventaja de ser un material muy simple y barato. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

Referencias

  1. 1 2 3 "SDS - Óxido de bismuto y vanadio" . www.fishersci.com . Revisión 4. ThermoFisher Scientific. 24 de diciembre de 2025. Consultado el 9 de julio de 2026 .
  2. ↑ "Punto de fusión/congelación del tetraóxido de bismuto y vanadio según la ECHA" . Ficha informativa de datos de registro REACH . Agencia Europea de Sustancias Químicas . Consultado el 11 de marzo de 2025 .
  3. ↑ "Óxido de bismuto y vanadio, 99,9%" . www.fishersci.com . ThermoFisher Scientific . Consultado el 9 de julio de 2026 .
  4. ↑ Moniz, SJA; Shevlin, SA; Martin, DJ; Guo, Z.-X.; Tang, J. (2015). "Fotocatalizadores de heterounión impulsados ​​por luz visible para la división del agua: una revisión crítica. Energy & Environmental Science". Energy and Environmental Science . 8 (3): 731– 759. doi : 10.1039/C4EE03271C .
  5. 1 2 Buxbaum, G. (2009). "Pigmentos inorgánicos, 3. Pigmentos coloreados". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.n20_n02 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  6. ↑ «Pucherita» . mindat.org .
  7. ↑ «Clinobisvanita» . mindat.org .
  8. ↑ "Dreyerita" . mindat.org .
  9. 1 2 Kaur, G.; Pandey, OP; Singh, K. (julio de 2012). "Propiedades ópticas, estructurales y mecánicas de óxidos de vanadato de bismuto dopados con diferentes cationes de valencia". Physica Status Solidi A . 209 (7): 1231– 1238. Bibcode : 2012PSSAR.209.1231K . doi : 10.1002/pssa.201127636 . S2CID 119875801 . 
  10. ↑ Tayebi, Meysam; Lee, Byeong-Kyu (2019). "Avances recientes en materiales semiconductores de BiVO4 para la producción de hidrógeno mediante la división fotoelectroquímica del agua". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 111 : 332–343 . doi : 10.1016/j.rser.2019.05.030 . S2CID 181633505 . 
  11. ↑ Han, Lihao; Abdi, Fatwa F.; van de Krol, Roel; Liu, Rui; Huang, Zhuangqun; Lewerenz, Hans-Joachim; Dam, Bernard; Zeman, Miro; Smets, Arno HM (octubre de 2014). "Dispositivo eficiente de división de agua basado en un fotoánodo de vanadato de bismuto y células solares de silicio de película delgada" (PDF) . ChemSusChem . 7 (10): 2832– 2838. Bibcode : 2014ChSCh...7.2832H . doi : 10.1002/cssc.201402456 . PMID 25138735 . 
  12. ↑ Abdi, Fatwa F.; Han, Lihao; Smets, Arno HM; Zeman, Miro; Dam, Bernard; van de Krol, Roel (29 de julio de 2013). "División eficiente del agua mediante energía solar por separación de carga mejorada en un fotoelectrodo tándem de vanadato de bismuto y silicio" . Nature Communications . 4 (1): 2195. Bibcode : 2013NatCo...4.2195A . doi : 10.1038/ncomms3195 . PMID 23893238 . 
  13. ^ Pihosh, Yuriy; Turkévich, Iván; Mawatari, Kazuma; Uemura, Jin; Kazoe, Yutaka; Kosar, Sonya; Makita, Kikuo; Sugaya, Takeyoshi; Matsui, Takuya; Fujita, Daisuke; Tosa, Masahiro (8 de junio de 2015). "Generación fotocatalítica de hidrógeno mediante nanobarras de núcleo-cubierta WO 3 / BiVO 4 con máxima eficiencia en la división del agua" . Informes científicos . 5 (1) 11141. Código Bib : 2015NatSR...511141P . doi : 10.1038/srep11141 . ISSN 2045-2322 . PMC 4459147 . PMID 26053164 .   
  14. ↑ Kosar, Sonya; Pihosh, Yuriy; Turkévich, Iván; Mawatari, Kazuma; Uemura, Jin; Kazoe, Yutaka; Makita, Kikuo; Sugaya, Takeyoshi; Matsui, Takuya; Fujita, Daisuke; Tosa, Masahiro (25 de febrero de 2016). "Dispositivo tándem fotovoltaico-fotoelectroquímico GaAs / InGaAsP – WO 3 / BiVO 4 para generación de hidrógeno solar". Revista Japonesa de Física Aplicada . 55 (4S) 04ES01. Código Bib : 2016JaJAP..55dES01K . doi : 10.7567/jjap.55.04es01 . ISSN 0021-4922 . S2CID 125395272 .  
  15. ↑ Kosar, Sonya; Pihosh, Yuriy; Bekarevich, Raman; Mitsuishi, Kazutaka; Mawatari, Kazuma; Kazoe, Yutaka; Kitamori, Takehiko; Tosa, Masahiro; Tarasov, Alexey B.; Goodilin, Eugene A.; Struk, Yaroslav M. (1 de julio de 2019). "Conversión fotocatalítica altamente eficiente de energía solar en hidrógeno mediante nanobarras de heterounión núcleo-carcasa WO 3 / BiVO 4 ". Nanociencia Aplicada . 9 (5): 1017– 1024. Bibcode : 2019ApNan...9.1017K . doi : 10.1007/s13204-018-0759-z . ISSN 2190-5517 . S2CID 139703154 .