溶胶-凝胶法制备纳米WO3气致变色材料

本文主要阐述了纳米WO₃气致变色材料的溶胶-凝胶制备方法、气致变色机理及其应用的研究新进展,重点评述了溶胶-凝胶法中各种制备条件诸如掺杂、模板剂、溶剂、热处理温度等对这种材料的结构和性能的影响,最后展望了纳米WO₃气致变色材料的研究和应用前景。我们认为,在未来的溶胶-凝胶法制备纳米WO₃气致变色材料领域,如何进行最优化的掺杂设计和选择高效模板剂、如何降低气体检测温度、以及气致变色机理等将是该项研究的重点。     

WO3纳米管的模板法制备及表征

0引言 WO3纳米材料具有光致变色、电致变色、气致变色等特性,可用于光学信息和储存显示器、pH值探测器、气敏传感器、灵敏窗口等[1,2];并且在太阳能的储存与利用、光电转换、光催化降解大气和水中的污染物等方面有着广阔的应用前景[3,4],成为近几年重点研究的半导体材料之一.以前纳米WO3的制备主要集中在薄膜上,其薄膜的制备工艺已经相当成熟,主要包括蒸发法、溅射法、CVD法、喷涂法、阳极氧化法、溶胶-凝胶法等[3].     

热处理对WO3纳米薄膜结构及其气致变色性能的影响

以钨粉和过氧化氢溶液为原料, 采用溶胶凝胶法制备了WO3溶胶, 并结合提拉镀膜法, 分别在普通玻璃载玻片和抛光硅片上制备了掺钯气致变色WO3纳米结构薄膜; 并分别在50, 150, 250, 350和450 ℃的空气氛围中对薄膜进行了热处理. 采用IR、双椭圆偏振光谱仪、AFM和XRD分析了薄膜的性质和微观结构, 观察了薄膜的表面形貌, 根据所得数据讨论了不同热处理温度对薄膜的结构和气致变色性能的影响.     

CeO2/SnO2纳米材料的制备与气敏性能研究

本文应用溶胶-凝胶法制备了7种不同成分和煅烧温度的CeO2/SnO2材料,应用X射线衍射方法对其中的3种进行了结构表征和粒度分析,运用自组装的气敏性能设备检测了该7种不同成分的CeO2/SnO2材料的气敏性能,简要分析了其气敏机理。结果表明:掺杂CeO2有利于SnO2晶粒的细化;掺杂CeO2和La2O3可改变或提高SnO2气敏材料对某些气体的气敏性能;煅烧温度在600℃~800℃之间,掺杂2?O2的CeO2/SnO2气敏材料,随煅烧温度上升,气敏性能下降;煅烧温度600℃、掺杂5?O2的CeO2/SnO2气敏材料,对乙醇具有较高的灵敏度和选择性,具有开发应用价值;CeO2/SnO2气敏材料的气敏机理为表面电导控制型。     

以两亲性共聚物为模板溶胶-凝胶法制备WO3多孔薄膜及其 氢致变色特性的研究

报道了以六氯化钨为原料, 以两亲性的无规共聚物聚苯乙烯-co-聚烯丙醇(PS-co-PAAL)和三嵌段共聚物聚氧乙烯-b-聚氧丙烯-b-聚氧乙烯(PEO-b-PPO-b-PEO)为模板, 采用溶胶-凝胶法制备了WO3多孔薄膜. 利用热重分析仪(TGA)、粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等表征手段, 研究了模板和热处理温度对薄膜孔结构的影响; 并通过H2敏测试以及利用紫外可见分光光度计(UV), 研究了薄膜的氢敏性能和着色前后的透射光谱. 结果表明, 以无规共聚物PS-co-PAAL为模板制得的WO3薄膜, 经400 ℃热处理后, 可得到呈交联网状的多孔结构, 并表现出最佳的氢致变色性能.     

溶胶凝胶模板法制备SiO2:Sm3+纳米阵列材料

采用溶胶凝胶模板法制备了不同Sm3+掺量的SiO2:Sm3+纳米阵列材料,通过SEM、EDS、FTIR等对材料的形貌和结构进行测试表征.FTIR分析表明Sm3+进入SiO2网络结构形成了Si-O-Sm键.SEM、EDS分析显示Sm3+掺量的增大促使阵列由纳米管向纳米线的转变.此外,腐蚀清洗等后处理工艺对保持纳米阵列的形貌至关重要.最后,讨论了溶胶凝胶模板法制备SiO2;Sm3+纳米阵列的机理.     

MoO_3电致变色薄膜的XPS研究

近年来 ,随着人们提倡节能和使用洁净能源 ,无机电致变色材料在建筑物采光控制系统和反射率可调表面的应用研究 ,已成为材料领域的一个新热点 .WO3、 MoO3等过渡金属氧化物薄膜具有良好的电致变色效应 ,是人们研究的重点 .其中 MoO3的电致变色效果要好于 IrO2、 TiOx、 CoO及 NiOx等电致变色材料 [1],而且它在可见光区有比 WO3更柔和的色彩 ,使人眼更易于适应其颜色变化 .着色态的 MoO3称为钼青铜 ,其开路记忆也好于钨青铜 [2].故 MoO3电致变色薄膜是极有潜力用于实用化的电致变色器件 .MoO3薄膜常用的制备方法有真空蒸 发、化学气…     

纳米氧化铁的研究进展

介绍纳米氧化铁在颜料、气敏材料、催化剂及生物医学等方面的应用,纳米氧化铁的氧化沉淀法、固相合成法、胶溶-相转移法、溶胶-凝胶法、强迫水解法、水热法、柠檬酸铁热分解法等制备方法,并对今后的研究方向进行了展望。     

Ag/WO3纳米复合膜的制备及其电致变色性质和器件的研究

通过真空镀膜方法制备的纳米Ag薄膜均匀致密, 表面光滑. 然后通过电化学方法在Ag纳米薄膜上沉积一层三氧化钨(WO3), 制备纳米Ag/WO3复合膜. 并在此基础上构筑五层式玻璃/ITO/纳米Ag-WO3复合膜/固态电解质/聚(3-甲基噻吩)/ITO/玻璃电致变色器件. 实验结果表明, 与传统的WO3膜相比, 纳米Ag/WO3复合膜具有更好的电化学活性、更高的对比度、更短的响应时间, 以及更好的稳定性. 由该复合膜组装的电致变色器件工艺简单, 电致变色性能良好.     

纳米掺杂W型钡铁氧体的制备与性能研究

纳米钡铁氧体因为其优越的磁性能,被广泛应用在微波吸收材料等领域.近年来,对高效吸波材料开发和研究已经成为国内外学术界的热点.按照正交实验表的要求,采用溶胶-凝胶法制备了纳米掺杂W型钡铁氧体,采用TEM、XRD和VSM等检测手段进行了研究,得到了纳米掺杂W型钡铁氧体最佳的制备条件:pH值为7、柠檬酸物与金属离子的物质的量比为1∶1、焙烧温度为1100℃、焙烧时间为4.5 h.     

Composite materials based on ormosil for the construction of electrochemical sensors and biosensors

Sol-gel process has gained tremendous attention in past decades for the preparation of pure and composite material for numerous applications. Organically modified sol-gel glasses (ormosils) have hybrid properties of rigid inorganic silica matrix and organic functionalities. Ormosils provide ambient environment for bio-molecules encapsulation and such systems have been used widely for biosensor applications. Biological elements including enzymes, antibodies, antigens, DNA, whole cells, tissues, proteins, biologically derived material, and biomimetic materials provide the possibility of biological recognition to the device and transducer to detect the biological signals with the help of associated electronics and software to amplify these signals into a readable form for the user. In this review we report on the formation of sol-gel based composite materials primarily on ormosil along with carbon nano tubes, metal nano particles, mediators, inorganic complexes, polymers, ionomers and biological materials and cite the electrochemical sensor/biosensor system based on it.     

Effect of TiO2 Nanoparticles on Photochromism of WO3 Colloids

IntroductionWO3has received considerable attention becauseof its photochromic and electrochromic properties[1—10].Since the photochromic process of WO3can be com-pletely reversible by exposing it to oxygen,it has beenconsidered to be one of the most prom…     

Gasochromic Effect in Platinum-Doped Tungsten Trioxide Films Prepared by the Sol-Gel Method

Tungsten oxide doped by a complex of platinum exhibits a gasochromic effect. A reversible coloration is observed on successive exposure to hydrogen and air. The films were prepared by the sol-gel method at room temperature. They showed strong darkening (blue color) on exposure to hydrogen and were bleached completely when exposed to air. The proccess has been reproduced completely hundreds of times without any losses. The cycling of the coloration was obtained from UV-Vis spectra and the mechanism deduced from both visible and Fourier transform infrared (FTIR) spectra. Colorimetric properties of the gasochromic films were expressed in color space chromaticity diagram.     

RHEOLOGICAL MODIFICATION OF EPOXY RESINS WITH NANO SILICA PREPARED BY THE SOL-GEL PROCESS*

Nano silica-modified epoxy resins were synthesized by the sol-gel process. The materials have themorphological structure of nano particales dispersed in the epoxy matrix. The dispersed phase formed aphysical network in the resin and thus influenced the rheological behavior greatly. However, the nano silicadid not show a significant influence on the mechanical properties of the cured resins.     

稀土掺杂的纳米TiO2分散性及光学性能研究

采用溶胶凝胶法在同一条件下制备REa+:Ti4+=0.02和0.10的稀土掺杂的纳米TiO2材料,其中REn+为Nd3+,Ce4+,La3+,Er3+四种稀土元素.通过TG-DTG,XRD,TEM,UV-Vis等测试方法对所制备的纳米TiO2进行焙烧温度、晶胞尺寸、晶粒形貌、谱学特性等方面的研究.研究表明,稀土掺杂的纳米TiO2径粒尺寸均在20 nm左右,少量稀土掺杂不但有利于TiO2颗粒的分散,而且有利于TiO2向金红石相转变.同时,由于表面修饰作用和晶场效应的影响,掺杂使纳米材料在可见光范围内有不同程度的"红移"现象,Ce4+掺杂的纳米TiO2在可见光的"红移"程度最强.稀土掺杂的纳米TiO2在农用膜和节能材料上可广泛运用.     

WO3/钛铝胶体系的表面结构

WO_3/钛铝胶系列样品通过浸渍法制备. XRD 和XPS 测定结果表明WO_3单层分散在钛铝胶表面, 分散阈值为0.22 g WO_3/(100 m~2). 假定WO_3在钛铝胶表面按照密置单层模型分散, 其计算值为0.198 g WO_3/(100 m~2). 表明测定值与理论模型的计算值相接近. LRS测定表明: 当WO_3的载量低于0.082 g WO_3/(100 m~2钛铝胶)时, 只有四而体配位的钨存在; 当WO_3的载量超过0.082 g WO_3/(100 m~2钛铝胶)时, 钨主要以八面体配位存在. 同时, LRS的实验结果也表明, 550 ℃焙烧的WO_3/钛铝胶样品没有Al_2(WO_4)_3生成. 对高温焙烧条件下, Al_2(WO_4)_3的生成也进行了研究.     

溶胶凝法制备LiFePO4正极材料

本文介绍了溶胶凝胶法制备LiFePO4正极材料的基本原理及近几年这一领域的研究进展。对碳包覆活性物质、掺杂和多形态纳米化制备技术三种改性方法以及它们对LiFePO4正极材料性能的提高进行了总结。取得的成效主要有，容量得到提高、颗粒尺寸和碳含量有所减小，热处理过程所需时间大大缩短。文中进一步指出目前存在的若干问题，包括对制备过程的深入认识，产品成本以及环境污染。最后对其商业化的可能性进行了讨论。     

Organically Modified Silicates and Ceramics as Two-Phasic Systems: Synthesis and Processing

Based on the concept of controlling the particle size by the surface free energy, the growth of sol-gel derived nanoparticles (Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂) has been investigated in presence of molecules with binding ability to the growing particles. The investigations show that the use of silanes, carboxylic acid or β-diketones allows to replace electrostatic sol stabilisation by steric sol stabilisation and through this, high solid content sols can be obtained. The introduction of these sols into orgaic or ormocer type of matrices leads to nano composites with degrees of filling up to 40 wt.-% without agglomeration and with high optical quality. Already developed TiO₂ containing bulk materials, ultrahard coatings on plastic and adhesives for fiber to chip coupling are examples for the usefulness of this alternative sol-gel route. The nanocomposite materials show interesting mechanical and thermomechanical properties such as high hardness or low thermal expansion compared to unfilled systems.     

聚天冬氨酸和钨酸钠复配对3%NaCl溶液中白铜B10的缓蚀作用

应用交流阻抗法和极化曲线法,研究了两种环境友好型水处理药剂,即聚冬天氨酸(PASP)和钨酸钠的单一配方及其复配对白铜(B10)在3%NaC l溶液中的缓蚀效果.研究表明:单一聚冬天氨酸或钨酸钠配方对B10均具有一定的缓蚀效果,其中聚冬天氨酸以浓度为40 mg/L,钨酸钠以浓度为60 mg/L时的缓蚀效果最佳.总浓度为40 mg/L的两者复配具有更加明显的缓蚀效果并显示出协同效应,其中以聚冬天氨酸与钨酸钠配比为3∶1的缓蚀效果最佳.