纳米WO3中空球的制备及其气敏性能研究

采用液相沉淀法在乙二醇/水混合体系中以钨酸钠、盐酸及水合肼为反应物制备了WO3纳米中空微球,通过XRD、FTIR、SEM等分析手段对产物的晶型结构、结构官能团和形貌进行了表征,探讨了WO3纳米中空球的形成机理,并对其气敏性能进行了研究.结果表明,制备的具有中空结构的纳米WO3为以单斜WO3和正交WO3为主的多晶相,晶粒度为25.93 nm,水合肼的添加为其中空结构的形成起到了重要作用,气敏性能研究表明,纳米WO3中空球对H2S具有很好的选择性,在工作电压为5.00V时,其灵敏度可达40.90.     

三维有序大孔WO3的制备及其对丙酮的气敏响应

三维有序大孔(3DOM)材料具有高度有序的孔结构和较大的比表面积,这些特点有利于气体在材料表面的传输与扩散,可以作为良好的气敏材料.本文通过聚苯乙烯模板结合煅烧处理的方法制备了3DOM WO3气敏材料,并运用XRD、SEM、BET、XPS等手段对其物相、形貌、比表面积和表面成分等进行了表征.气敏测试结果表明,所制备的3DOM材料对丙酮灵敏度高(在丙酮浓度10 ppm时,S=10),检测限可低至0.2 ppm.此外,3DOM WO3材料对丙酮还具有良好的选择性和长期稳定性.最后,对所制备的3DOM WO3材料进行了气敏机理解释.     

无机盐添加剂对纳米WO3/rGO气敏性能的影响

通过微波辅助气-液界面法制备了WO3/rGO复合纳米材料,并以无机盐KCl、NaCl、MgCl2、AlCl3为添加剂,将无机盐离子(K+、Na+、Mg2+、Al3+)成功地添加到WO3/rGO纳米材料当中,无机盐离子有效地改变了WO3/rGO纳米颗粒的尺寸,提高了WO3/rGO纳米材料的气敏性能.含有MgCl2添加剂的WO3/rGO的气敏性能最好,在180℃时其对5 ppm NOx的灵敏度值可达301.1,响应/恢复时间仅为3 s/21 s,并且将WO3/rGO的最佳工作温度由210℃降低到了180℃.     

石墨烯/WO3纳米片的制备及对H2S气敏性能的研究

为了改善WO3基材料的气敏性能,通过水热法制备出石墨烯添加量为0.5;、0.8;、1.0;、1.5;(质量分数)的石墨烯/WO3纳米片复合材料.利用XRD和FE-SEM对材料的物相、形貌进行表征,并研究其对H2S的气敏性能.结果表明,复合石墨烯对WO3的结构和形貌产生了较大的影响,石墨烯复合使材料对H2S的灵敏度提高,工作温度降低,石墨烯(0.5wt;)/WO3纳米片复合材料在110 ℃对100 ppm H2S气体灵敏度可达8.3,且响应-恢复时间短.     

乙醇气体的浓度对氧化锌纳米棒气敏元件电学性能的影响

以硝酸锌和氢氧化钠为原料,采用水热合成技术制备了ZnO纳米棒.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对所合成样品的晶体结构及形貌进行了表征.然后将制备的ZnO纳米粉体压制成气敏元件,研究了气敏元件在空气和不同浓度的乙醇气体中直流电阻、交流电容和阻抗的变化.结果表明,元件在室温(23 ℃)下从空气转移到20 ppm的乙醇气体中,其直流电阻减小68;.在低频段(＜104 Hz)的交流电容是随着乙醇浓度的增加而增加,阻抗随乙醇浓度的增大而减小;高频段(104 Hz至106 Hz)交流电容和阻抗变化很小,基本不受乙醇浓度的影响.当频率为100 Hz时,交流电容和阻抗随乙醇浓度的变化最大,交流电容增大98;,阻抗减小33;.     

水热条件对合成WO3纳米棒形貌和光吸收特性的影响

以钨酸钠为原料,硫酸钾为辅助盐,在强酸性反应体系通过水热法合成了WO3纳米棒.利用XRD,SEM,TEM和SAED等对产物进行了表征,结果表明:在水热体系中合成WO3纳米棒时,增加pH值、升高反应温度和延长反应时间,都有利于合成WO3纳米棒.在pH值为1.5、反应温度为240℃和反应时间72h下合成直径小于100nm的WO3纳米棒,此WO3米棒直径分布较均匀.对不同条件下合成的WO3进行紫外-可见光的吸收光谱分析可知,随着pH值的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,获得的WO3样品的光吸收能力逐渐增加.     

N掺杂石墨烯/WO3纳米线复合光催化剂的光催化活性研究

采用两步水热法制备了N掺杂石墨烯/WO3纳米线复合光催化剂,用XRD、TEM、FT-IR和XPS等技术对样品进行了表征,考察了该催化剂在模拟太阳光下光催化降解甲基橙溶液活性.结果表明,经过两次水热反应,WO3纳米线负载在N掺杂石墨烯表面.引入N掺杂石墨烯有助于减少光生电子空穴对的复合,光催化活性显著提高.模拟太阳光照60 min,该复合光催化剂对甲基橙的脱色率达到99.4;.     

Ce掺杂六方相WO3光催化剂的制备及其光解水制氢性能

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ce掺杂六方相WO3光催化剂,Ce掺杂的摩尔分数分别为0、1;、2;、3;和5;.采用XRD和SEM表征了催化剂的结构,研究了Ce掺杂、热处理温度对WO3催化剂结构和光解水制氢性能的影响.结果表明:Ce掺杂提高了WO3催化剂的光催化活性.Ce掺杂摩尔分数为2;、热处理温度为400℃、催化剂用量为0.2g时,Ce掺杂WO3催化剂的光催化活性最好,光解水制氢速率为6.5,μmol/h.     

Fe、Ni掺杂ZnO纳米棒的水热法制备与磁性能研究

采用水热法制备稀磁半导体材料,样品Zn0.95 Fe0.05O和Zn0.95Fe0.03Ni0.02O的XRD图谱和TEM图谱发现,样品具有纤锌矿结构,形貌为纳米棒状结构.XEDS分析显示,掺杂的Fe和Ni元素进入到了ZnO晶体中.RAMAN光谱表明,Zn2+被Fe2+、Ni2+替换,晶体发生拉曼光谱红移.PL光谱分析发现,在室温条件下,随着Fe2+和Ni2+的掺杂,出现了猝灭现象.VSM测量显示,掺杂样品在室温条件下存在明显的铁磁性,且这种铁磁性属于稀磁半导体的内禀属性.实验结果表明在水热法条件下,获得了ZnO基稀磁半导体材料样品,且样品具有良好的光学和磁学特性,为进一步研究稀磁半导体材料提供了一定的参考.     

纳米结构WO3薄膜气致变色特性研究进展及应用

三氧化钨(WO3)薄膜具有许多特性,是一种优良的致色材料.纳米结构WO3薄膜的着色效率高、可逆性好、响应时间短、光学调制高.综述纳米结构WO3薄膜的化学沉积法和物理沉积法.化学沉积法可制备出多孔、片状和特殊形貌纳米结构WO3薄膜.掠射角磁控溅射作为一种物理沉积方法,能够可控制备纳米柱状结构WO3薄膜.其次,介绍WO3薄膜的气致变色特性在气体传感器和智能窗等领域的应用.最后,对纳米结构WO3薄膜气致变色特性改善提出展望,并指出其目前存在的问题及未来发展趋势.     

Mo2C@C纳米棒的制备及氧还原性能研究

碳化钼(Mo2 C)已在许多催化反应中被证明具有类Pt金属的特性,在取代贵金属基电催化剂方面具有很好的应用前景.但是,由于催化剂稳定性差,催化性能不能达到工业标准.在此,MoO3-EDA前躯体作模板,丹宁酸(TA)作为碳源,原位合成路线以获得作为氧还原反应催化剂的Mo2 C@C纳米棒.有趣的是,SEM和TEM结果显示在Mo2 C上覆盖着无定形碳和形成了Mo2 C@C纳米棒.另外,与MO2 C相比,Mo2 C@C纳米棒表现出较高的的氧还原催化活性和的稳定性.     

WO3的水热合成及其与CuCrO2复合后的光催化产氢性能

以H40N41W12·xH2O为钨源,硫酸为酸化剂,通过水热法合成前驱体,经一定的热处理后制得单斜晶系WO3,再将WO3与p型半导体物质CuCrO2复合后得到的WO3-CuCrO2复合催化剂用于光催化分解纯水产氢的实验.通过对所得WO3样品的X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DR)光谱分析及光催化活性测试,分别考察了硫酸用量、硫酸铵等量替代硫酸及后期热处理过程对制得WO3的形貌、尺寸及光催化性能的影响.结果表明:当硫酸用量为6.8 mmol且硫酸铵等量替代2.7 mmol硫酸时得到的WO3性能较优,其粒径较小,分散较为均匀,以其制得的WO3-CuCrO2复合催化剂光催化产氢活性较高,后期热处理过程对WO3样品晶型、形貌、吸收光的性能及复合样品WO3-CuCrO2的光催化性能有很大的影响.     

不同形貌WO3的制备及其可见光催化性能研究

采用直接微调pH的方法成功制备了WO3棒、WO3阵列和WO3花三种形貌,并对其进行了TEM、XRD、Raman、FT-IR、N2吸附-脱附、UV-Vis等表征.结果发现三种形貌中WO3棒和WO3阵列具有相同的晶型,且WO3阵列的比表面积最大(18.6 m2/g),禁带宽度Eg最小,因此在可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验中,WO3阵列表现出了最高的催化活性,60 min后降解效率达到95;,表观反应速率常数κ值达到4.676×10-2,此值分别为WO3花和WO3棒κ值的1.55倍和2.19倍.     

钙钛矿型SrSnO3纳米棒的合成

采用表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)辅助水热法制备了SrSn(OH)6前躯体,将SrSn(OH)6前躯体600 ℃热处理3 h合成了钙钛矿立方SrSnO3一维纳米棒.通过热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射图谱(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)对所合成样品进行了表征.结果表明,水热体系的pH值以及水热温度是影响所得产物纯度和结晶度的重要因素.在合成过程中,表面活性剂CTAB对样品纳米棒结构的生长具有关键作用.     

三维Ag2O/WO3复合催化剂的制备及光催化性能研究

WO3是一种带隙约为2.7 eV的过渡金属半导体,可见光就能激发其光催化活性,这极大地提高了太阳光的利用率,但纯WO3纳米材料催化活性偏低,针对这一难题,本文选取了三维网格结构的WO3纳米材料为载体,利用化学搅拌法制备了不同摩尔比的Ag2O/WO3复合光催化剂.选择亚甲基蓝为研究对象,测定了不同摩尔比的Ag2O/WO3复合催化剂的光催化性能.实验表明,当Ag2O和WO3的摩尔配比为1∶2时,该复合催化剂的光催性能最好.过量的Ag2O纳米颗粒会增加Ag2O/WO3内部电子空穴的复合几率,反而导致光催化剂反应活性的降低.     

Pt表面修饰WO3纳米线薄膜对高浓度氢气传感性能的研究

本文采用热蒸发法合成了高结晶度的WO3纳米线薄膜,并利用溅射法把Pt纳米颗粒催化剂均匀溅射到纳米线的表面,形成Pt表面修饰WO3纳米线的复合纳米网络结构.气敏传感性能测试结果表明,在工作温度为100～140℃,Pt表面修饰的WO3纳米线薄膜对高浓度氢气具有响应度高(电阻变化率接近100;)、响应时间短(小于1.0s)、可重复性好等特点,能够有效地降低传感器的工作温度,解决高浓度探测时的饱和和失效问题,在工业生产中具有潜在的应用价值.     

六方相氧化钨的合成及其电催化还原氢的研究

以钨酸钠为原料,硫酸胍为辅助剂,在强酸性反应体系通过水热法合成了氧化钨纳米纤维.利用XRD、SEM、TEM、EDS等对产物进行了表征.结果表明:当体系中钨酸钠与硫酸胍的摩尔比为6∶1时,在反应温度为170℃和反应时间48 h的条件下获得六方晶系的氧化钨纳米纤维,纤维的平均直径为30 nm,长度为1～3 μm.采用循环伏安法对样品的电催化性能进行分析,以硫酸胍为辅助剂获得的六方相氧化钨(hex-WO3)对氢具有很强的电催化还原活性,在燃料电池等领域具有潜在的应用价值.