水热法制备微纳结构氧化钨

氧化钨(WOx)无机半导体材料因其独特的物理化学性质及在气敏、光催化、电致变色、光致变色和场发射等领域的广泛应用,得到人们的普遍关注。近年来,研究者采用水热法制备出多种不同尺寸和形貌的氧化钨半导体材料。本文结合本课题组在水热法制备WOx粉体方面的最新工作,综述了近十年水热法制备微米及纳米级氧化钨粉体的研究进展,探讨了原料、辅助试剂、表面活性剂、反应时间、反应温度等条件对水热法制备氧化钨粉体材料的影响。最后,对水热法制备氧化钨粉体的发展趋势进行了展望。     

化学简讯

日本Asahi玻璃公司制成了一种拨动开关即可使透光性改变的玻璃。在两层玻璃之间夹上一层耐久性好的氧化钨和聚电解质薄膜。加上电压后,氧化钨膜变成蓝色,使可见光的透过率下降10％至85％。     

低温热处理氧化钨电致变色薄膜的制备与性质

低温热处理氧化钨电致变色薄膜的制备与性质;电致变色;溶胶 凝胶法;聚乙烯醇;氧化钨     

三氧化钨吸附丙烯和氧的热脱附谱

钨的氧化物作为催化剂,特别适用于氧化制醛、肟等化合物,以及烯烃水合和环氧化.Schiavello和DeRossi等研究了各种钨氧化物吸附丙烯和氧的情况,以及用于丙烯氧化的活性.发现在400℃以上,蓝色氧化钨对丙烯氧化生成丙烯醛有很好的催化活性,而三氧化钨的催化活性较差,并且选择性较低.本文利用热脱附谱研究了丙烯和氧在三氧化钨表面上的吸附,并与以前研究的丙烯和氧在蓝色氧化钨上的吸附态相比较,得     

含肼钒盐热分解制备三氧化二钒

近年来,低价(或混合价)金属氧化物和超细化合物在磁、电、光、色等方面的特性,越来越受到人们的关注。V_2O_3可作催化剂,常用H_2还原V_2O_5或NH_4VO_3来制备。 前文曾用钨酸肼和含肼铝盐热分解,制得了蓝色氧化钨(WO_(2.90))和细颗粒α-Al_2O_3,在此基础上,本文报道用含肼钒盐热分解制备V_2O_3并对它的某些物理性能进行了测定。 1 实验部分     

钨钼无机离子交换剂的合成与应用

本文研究了大颗粒磷钼酸铵和磷酸盐—磷钼酸铵复合无机离子交换剂及亚铁氧化钨钾的制备条件,并提出了最佳工艺制备流程。对所制备的各种无机交换剂进行了对Cs离子的柱式吸附和淋洗实验。     

含钨SBA-15介孔分子筛催化剂的表面酸性和羟基分布

分别以浸渍法和水热晶化法制备了SBA-15介孔分子筛孔中插入氧化钨和碳化钨的催化剂,采用NH3-TPD测定了表面酸性和总酸量,并采用FT-IR研究了它们的表面羟基分布情况.NH3-TPD结果表明,浸渍法制备的含氧化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面只有SBA-15介孔分子筛的弱酸位,而含碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面还出现了W2C的强酸位.水热晶化法制备的含氧化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面SBA-15介孔分子筛的弱酸位随W含量的增大略有增强, W含量较高时还出现了钨物种的强酸位;含碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面除了SBA-15介孔分子筛的弱酸位外, W含量较低时有W2C的强酸位, W含量较高时有W2C和WC两种强酸位.傅里叶变换红外光谱结果表明,浸渍法和水热晶化法制备的含氧化钨和碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂除表面自由硅羟基外,还存在着α, β和γ三种不同类型的氢键羟基,并且氢键羟基和催化剂的制备方法以及催化剂的W含量都有一定的关系.     

介孔氧化钨担载Pt催化剂上甘油氢解制备1,3-丙二醇

采用蒸发诱导自组装法制备了介孔氧化钨(m-WO3),担载Pt后应用于催化甘油氢解制1,3-丙二醇.结果表明,与商业氧化钨(c-WO3)相比,m-WO3具有高比表面积和易还原的优点,从而使得Pt纳米粒子高度分散于其上.在180oC和5.5MPaH2下反应12h,Pt/m-WO3催化剂上甘油转化率和1,3-丙二醇的选择性分别为18.0%和39.2%,明显高于Pt/c-WO3催化剂.     

甲醇在不同结构氧化钨-Pt/C催化剂上的电催化氧化行为

采用水热法合成2种氧化钨（WO3）纳米材料,并利用XRD和电子探针显微分析仪（EPMA）进行了表征。 利用循环伏安法研究了Pt-WO3/C电极对甲醇氧化的电催化活性。 结果表明,Pt-WO3/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性优于Pt/C催化剂,且氧化钨质量分数为20%的Pt-氧化钨/C催化效果最好。 与青铜相氧化钨掺杂的Pt/C电极比较,掺杂焦绿石型氧化钨的Pt/C电极催化性能有很大提高,这是由于焦绿石型氧化钨表面具有较多OHads。 质量分数20%的Pt-焦绿石型氧化钨/C在0.5 mol/L CH3OH+1 mol/L H2SO4溶液中对甲醇氧化的峰电流密度达到87.2×10-3 A/cm2。     

纳米氧化钨涂覆玻碳电极上的V(Ⅱ)/V(Ⅲ)氧化还原反应研究

用沉淀法制备出作为全钒液流电池负极电催化材料的具有单斜结构的纳米氧化钨粉体材料,并用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)进行了表征.将此纳米氧化钨粉体用Nafion溶液涂覆于玻碳电极上,在1.5mol/L V(Ⅲ)+/1.5mol/L V(Ⅳ)+6mol/L H2SO4的电解液中通过循环伏安法测试了V(Ⅱ)/V(Ⅲ)氧化还原反应的反应活性和可逆性.循环伏安数据显示了V(Ⅱ)/V(Ⅲ)氧化还原反应在涂覆有氧化钨粉体的玻碳电极表面的反应为扩散控制的准可逆过程,室温下该反应的标准速率常数为4.22×10-6 m/s.     

Na0.33WO3溶胶及薄膜的制备与光致变色性质研究

无机光致变色材料在图像显示、光记录、信息存储和光转换方面有着巨大的潜在应用前景,引起了材料工作者的广泛重视[1￣3]。氧化钨是一种重要的无机光致变色材料,目前对氧化钨的研究多以无定     

钒掺杂氧化钨对锶吸附性能的研究

~(90)Sr是放射性废液中重要的裂变核素,也是放射性废液中的主要释热核素,因此安全有效地将高放废液中~(90)Sr分离出来是减少废液放射性强度的主要手段。在前期的研究发现六方相氧化钨对~(90)Sr具有一定的吸附性能,但吸附容量较低。拟向六方相氧化钨中掺杂过渡金属改变局域结构提高吸附性能,实验中采用水热法将过渡金属钒引入六方相氧化钨结构中,结果表明钒掺杂可引起六方相氧化钨层间距增加,比表面积增大。吸附实验结果表明掺杂钒后氧化钨对锶的吸附性能明显提高,由Langmuir等温吸附模型可知最大吸附容量为57.57mg·g~(-1)。研究了p H值、初始浓度、吸附时间、温度、固液比、离子强度等因素对吸附性能的影响。材料在p H=5-8时对Sr~(2+)有较好的吸附性能。     

介孔氧化钨电色薄膜的制备与性能研究

采用一种新的非离子型gemini表面活性剂结构导向模板, 成功制备了介孔氧化钨薄膜. 通过SAXRD, TEM和N₂吸附-脱附等方法考察薄膜的制备和微结构特性, 发现获得的产物具有三维蠕虫介孔结构, 比表面积可达145.5 m²• g^－1. 测定了该薄膜在无水高氯酸锂/碳酸丙烯酯电解质溶液中的循环伏安和电致变色性能, 并与无模板薄膜进行了对比研究. 研究表明, 由于具有更大的电化学活性比表面, 纳米介孔氧化钨薄膜表现出增强的电色性能, 在633 nm波长处的透过率调制幅度可达60%以上, 着色效率为51.7 cm²•C^－1.     

石墨烯-氧化钨复合薄膜的制备及界面电子传输特性

以偏钨酸铵为钨源、聚乙烯吡咯烷酮为连接剂,采用浸渍提拉法制备了石墨烯-氧化钨复合薄膜,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及Raman光谱等方法对复合结构材料进行了表征,并利用光电流测试、交流阻抗谱（EIS）、瞬态光电流谱和强度调制光电流谱等方法,研究复合薄膜电极在光电作用下界面上的载流子转移过程和电荷传输行为. 结果表明,组成薄膜的氧化钨纳米颗粒与石墨烯充分复合,光电性能显著提高;与石墨烯复合后,薄膜的瞬态时间常数增大,电子-空穴对寿命延长;电子传输时间减少,为纯氧化钨薄膜的47.5%.     

石墨烯-氧化钨复合薄膜的制备及界面电子传输特性

以偏钨酸铵为钨源、聚乙烯吡咯烷酮为连接剂,采用浸渍提拉法制备了石墨烯-氧化钨复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及Raman光谱等方法对复合结构材料进行了表征,并利用光电流测试、交流阻抗谱(EIS)、瞬态光电流谱和强度调制光电流谱等方法,研究复合薄膜电极在光电作用下界面上的载流子转移过程和电荷传输行为.结果表明,组成薄膜的氧化钨纳米颗粒与石墨烯充分复合,光电性能显著提高;与石墨烯复合后,薄膜的瞬态时间常数增大,电子-空穴对寿命延长;电子传输时间减少,为纯氧化钨薄膜的47.5%.     

氯醇盐溶胶-凝胶法纳米结构氧化钨薄膜的光谱学特性

由非离子型Gemini表面活性剂TMDD(HO(EO)xC14(EO)yOH)为结构导向模板, 改进EISA(挥发诱导自组装)镀膜工艺经300 ℃焙烧制得具有连续、均一和光学透明特点的蠕虫介孔纳米晶孔壁氧化钨薄膜. 采用SEM、TEM和Raman光谱对此种薄膜的介孔纳米结构进行了表征, 通过光谱电化学、XPS和椭偏谱等方法, 研究了该薄膜在电解质溶液中的电致变色行为. 结果表明, 所制备的纳米结构氧化钨薄膜在633 nm波长处的循环可逆透过率调制幅度可达75%以上, 并且其电致变色机理具有显著的双注入吸收调制特性.     

不同结晶度的WO_3负载Pt低温催化萘加氢合成十氢萘

不同温度下直接煅烧偏钨酸铵制备了晶化程度不同的两种氧化钨(WO_3-500和WO_3-900),通过XRD、SEM、TEM、XPS、H_2-TPR和NH_3-TPD手段对WO_3载体负载Pt前后的物化性质进行了系统的表征,低温反应条件下研究了不同氧化钨负载Pt对萘加氢的催化性能。与WO_3-900载体相比,低温煅烧得到具有较低的结晶程度,载体中大量的W~(5+)物种和负载的Pt具有强的相互作用,并显示出较强的酸性。在低的反应温度下(70℃),Pt/WO_3-500催化剂对萘加氢合成十氢萘具有优异的催化性能,萘的转化率和十氢萘的选择性均达到100%;在Pt/WO_3-900催化下萘的转化率和十氢萘的选择性仅为26.7%和1.7%。结合催化剂的表征和催化反应结果,揭示了氧化钨中的氧缺陷位是提升Pt/WO_3催化性能的关键因素,对设计高效的WO_3负载Pt催化剂催化萘合成十氢萘提供了一定的理论指导。     

反应温度对Ta掺杂球形氧化钨光吸收性能的影响

以TaCl5、Na2WO4·2H2O及C6H6O12为原料,采用水热法在140℃~200℃保温48h合成钽掺杂球形氧化钨。利用XRD、SEM等手段对产物进行物相、形貌进行表征。研究表明:水热反应温度140℃~200℃为均能获得三斜晶型的氧化钨球,球体尺寸在2~3μm之间。对不同反应温度条件下合成的氧化钨球进行紫外-可见光的吸收光谱分析可知,平均禁带宽度为3.73e V,在170℃水热条件下获得样品对光的吸收性能最好。该样品在高温煅烧后,形貌发生较大的变化。     

高效WO3掺杂MCF催化剂的合成及其在环戊烯选择氧化制戊二醛反应中的应用

以钨酸钠和正硅酸乙酯为前驱体直接合成高含量WO₃掺杂介孔氧化硅泡沫(MCF)催化剂. 在773 K焙烧后显示出更高的热稳定性. 小角X射线散射, N₂-物理吸附和透射电子显微镜结果表明钨物种嵌入后, 材料仍保持MCF特征的三维织构介孔特征. 紫外拉曼和紫外可见漫反射光谱结果表明钨物种主要以孤立的或者低聚态的氧化钨形式存在, 所以在氧化钨质量分数(w)低于20%时氧化钨物种能够高度分散在载体上. 在环戊烯选择氧化制戊二醛反应中, 反应16 h 后环戊烯的转化率达到100%, 戊二醛的产率达到83.5%. 催化剂重复利用实验表明催化剂的稳定性较好, 没有钨物种的脱落. 这种优异的催化性能归结于合适的氧化钨含量和高分散的钨物种.     

含萘噁二唑铍配合物的合成及光致发光和电致发光性能研究

合成了含有萘环的二唑铍配合物并对其进行了表征.在紫外光的激发下配合物能够发出很强的蓝色荧光.采用NPB为空穴传输层、配合物为发光层制备了双层器件,得到了蓝色的电致发光,证明该配合物是一种良好的电致发光材料.