溶胶-凝胶法制备纳米WO_3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。     

掺杂纳米TiO2：乙醇溶胶脉冲激光法连续制备及荧光特性

采用聚焦脉冲激光轰击(PLA)浸于流动乙醇中不同金属氧化物掺杂的二氧化钛固体靶，连续制备得到一系列经MoO₃、Eu₂O₃、Fe₂O₃、WO₃等掺杂的新型纳米TiO₂乙醇溶胶。UV-Vis、荧光光谱和XRD结果表明：在所研究的掺杂纳米TiO₂乙醇溶胶中，MoO₃掺杂使纳米TiO₂乙醇溶胶荧光增强最大，当MoO₃掺杂量(ψ)在0.02%～0.50%时，其掺杂的纳米TiO₂乙醇溶胶荧光强度增强，掺杂量为0.05%时荧光强度高达1.3×10⁴(a.u.)；此外发现与sol-gel掺杂法相比，预研磨混合掺杂能更明显增强纳米TiO₂乙醇溶胶荧光。     

水热合成MoO3纳米带的生长机理研究

以离子交换法制备的氧化钼溶胶为前驱体，在水热条件下制备了单晶MoO₃纳米带，对样品进行了XRD、SEM和TEM分析。通过考察水热反应温度和时间对产物结构和形貌的影响，结合材料热力学和动力学理论，探讨了MoO₃纳米带在水热条件下的生长机理。离子交换法制备的溶胶在水热条件下首先转变为热力学亚稳相h-MoO₃六角柱，随着温度的升高和时间的延长，h-MoO₃按照溶解-重结晶过程转变为稳定相α-MoO₃纳米带。     

Fe3+掺杂三维分级纳米Bi2WO6的合成及其光催化活性增强机理

利用水热法合成了Fe³⁺掺杂的三维分级纳米Bi₂WO₆,借助X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电镜（HRTEM）、能谱（EDS）、紫外可见漫反射（UV-Vis-DRS）等测试手段对所得样品的相组成、形貌和谱学特征进行了表征。选择罗丹明B为模型污染物研究所得样品在可见光下的催化活性。结果表明,Fe³⁺掺杂Bi₂WO₆为新颖的分级纳米结构,且Fe³⁺掺杂能有效提高Bi₂WO₆的光催化活性,Fe³⁺掺杂量对Bi₂WO₆活性的影响显著;实验结果还表明,所得Fe³⁺掺杂Bi₂WO₆催化剂的稳定性较好,易于回收。此外,还对Fe³⁺掺杂Bi₂WO₆的光催化活性增强机理进行了研究,缺电子的Fe³⁺作为电子捕获中心有利于促进光生电子-空穴对的分离,从而提高Bi₂WO₆的光催化活性。     

纳米四氧化三铁(Fe3O4)的制备和形貌

纳米Fe₃O₄因其特殊的理化性质和在生物医学领域潜在的应用价值而得到广泛研究。本文综述了纳米Fe3O4的制备方法，包括直流电弧等离子体法、热分解方法、沉淀法、水热法、电化学法、微乳液法、溶胶-凝胶法、有机物模板法、回流法等，结合作者在Fe3O4纳米粒子制备方面的最新工作，介绍了Fe3O4纳米粒子的新颖形貌。对纳米级Fe3O4制备研究的发展趋势进行了展望。     

Br掺杂Bi2WO6微球的制备及其光催化性能

以五水合硝酸铋和二水合钨酸钠为原料,以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为溴源,制备Br掺杂Bi₂WO₆,通过调节CTAB的含量,利用水热法制备了Br掺杂量不同的Bi₂WO₆催化剂。以抗生素环丙沙星、诺氟沙星作为污染物,测试Br掺杂Bi₂WO₆催化剂的光催化性能。结果表明,2%掺杂量（物质的量分数）的Bi₂WO₆相比于Bi₂WO₆的光催化降解性能最好。此外,通过X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电镜、荧光光谱、X射线光电子能谱和拉曼光谱等一系列表征,对Br掺杂后催化剂的物相组成、微观形貌、光生电荷分离率和光学性质等进行分析。最后进行了自由基捕获实验并提出了可能的光催化机理。     

离子液体辅助水热法合成六方WO3纳米棒束

提出了利用简单的离子液体1-甲基-3-乙基-咪唑溴辅助水热法合成六方WO₃纳米棒束的方法,对其结构进行了表征,并讨论其形成机理。TEM照片表明:WO₃纳米棒束由长200~300nm、直径25~30nm的纳米棒组装而成。离子液体1-甲基-3-乙基-咪唑溴在纳米棒的形成过程中起到了结构导向剂的作用。     

离子液体辅助水热法合成六方WO3纳米棒束

提出了利用简单的离子液体1-甲基-3-乙基-咪唑溴辅助水热法合成六方WO₃纳米棒束的方法,对其结构进行了表征,并讨论其形成机理。TEM照片表明：WO₃纳米棒束由长200~300 nm、直径25~30 nm的纳米棒组装而成。离子液体1-甲基-3-乙基-咪唑溴在纳米棒的形成过程中起到了结构导向剂的作用。     

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。     

Fe2O3/Al2O3二元气凝胶合成高质量单壁纳米碳管

通过溶胶和超临界干燥方法制得了Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶，其比表面积和孔隙体积分别为246 m²·g^-1和1.89 cm³·g^-1，并具有较宽的孔径分布。以Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶作催化剂，通过甲烷催化裂解成功地合成了高质量的单壁纳米碳管。利用FESEM、TEM和HRTEM、Raman光谱等分析手段研究了反应温度对单壁纳米碳管生长的影响。结果表明在900 ℃时合成单壁纳米碳管的质量较高，并且合成的炭产物为毡状，该炭产物主要为高质量的单壁纳米碳管。     

IR Spectroscopic Investigations of Gasochromic and Electrochromic Sol-Gel—Derived Peroxotungstic Acid/Ormosil Composite and Crystalline WO3 Films

We studied the gasochromic effect of amorphous peroxopolytungstic acid (W-PTA), W-PTA (ormosil) and crystalline WO₃ films. These latter films were prepared after a heat treatment of W-PTA/ormosil films at 450°C. The ormosil served as a template, providing the monoclinic WO₃ films with adequate porosity. The spill-over effect was attained by impregnating the porous WO₃ crystalline films with H₂PtCl₆ followed by a heat treatment at 380°C. The amorphous films became gasochromic with the addition of PdCl₂ to the corresponding W-PTA and W-PTA/ormosil sols.Structural features of all the films were studied with the help of infrared (IR) spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). In situ IR spectra of the films, performed in the presence of reducing (H₂/Ar) and oxidising (O₂/Ar) gases, revealed a reversible transformation of the monoclinic to the tetragonal H _x WO₃ phase. At the same time the coloration (reduction) of the amorphous films was accompanied by the formation of coordinated water molecules and increased numbers of W=O bonds. Gasochromic colouring/bleaching changes and the corresponding kinetics were assessed from in situ UV-visible transmission measurements on the films.     

Synthesis of monoclinic WO3 nanosphere hydrogen gasochromic film via a sol–gel approach using PS-b-PAA diblock copolymer as template

A monoclinic tungsten trioxide (WO₃) nanosphere film was synthesized via a sol–gel approach using an amphiphilic diblock copolymer polystyrene-b-polyacrylic acid (PS-b-PAA) as template in toluene. The morphology, surface area and crystal structure of as-synthesized WO₃ were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), BET (N₂) and powder X-ray diffraction (XRD). The XRD pattern of WO₃ nanosphere film can be identified as a pure monoclinic WO₃ phase. The WO₃ precursor nanospheres had diameters ranging from 20 to 150 nm and surface area of 78.8 m² g^?1. The hydrogen gasochromic experiments revealed that such WO₃ nanosphere film with high surface area had a rapid response (5 ～ 10 s) to pure hydrogen at room temperature.     

All Sol-Gel Electrochromic Devices with Li+ Ionic Conductor, WO3 Electrochromic Films and SnO2 Counter-Electrode Films

This paper reports on the development of all sol-gel EC devices, having the configuration WO₃/ormolyte/SnO₂:Mo, WO₃/ormolyte/SnO₂:Sb and WO₃/ormolyte/SnO₂:Sb:Mo, where all three internal layers, including the ionically conductive inorganic-organic hybrid (ormolyte), are prepared via the sol-gel route. The electrochemical and optical properties of EC devices are presented and their cycling stability and reversibility of their optical modulation assessed. The transmission modulation of the devices depends on the thickness of the active electrochromic, counter-electrode and ormolyte layer. The electrochemical and optical properties of individual films and the structural properties of the ormolyte are described and correlated with the stability of the all sol-gel EC devices.     

稀土离子Tm3+掺杂Bi2WO6的可见光催化性能

以Na_2WO_4·2H_2O和Bi(NO_3)_3·5H_2O为主要原料,采用水热法合成了稀土离子Tm~(3+)掺杂的Bi_2WO_6光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、Raman、PL、DRS研究了Tm~(3+)掺杂Bi_2WO_6的物相,微观形貌和可见光催化性能。结果表明,Tm~(3+)掺杂有效提高了Bi_2WO_6的光催化性能,当掺杂量为6%时,样品的光催化性能最好,可见光照射30 min后,对罗丹明B的降解效率达到91.27%,而可见光照射5 h后,对焦糖色素的降解效率达45.25%。与未掺杂Bi_2WO_6相比,分别提高了27.78%和35.22%。     

阳极氧化法制备TiO2多孔薄膜

本文综述了制备TiO₂薄膜的各种方法,详细介绍了阳极氧化法制备TiO₂多孔膜的进展,在非含氟电解液体系中,对纯钛进行阳极氧化处理可制得表面呈无规则生长的多孔膜结构;在含氟电解液体系中,则可自组织形成高度有序的TiO₂纳米管阵列,并指出阳极氧化法是可在常温低压下进行、操作工艺简单、薄膜性能稳定、再现性好的一种最具工业化应用潜力的制备方法。     

稀土离子Tm3+掺杂Bi2WO6的可见光催化性能

以Na₂WO₄·2H₂O和Bi（NO₃）₃·5H₂O为主要原料,采用水热法合成了稀土离子Tm³⁺掺杂的Bi₂WO₆光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、Raman、PL、DRS研究了Tm³⁺掺杂Bi₂WO₆的物相,微观形貌和可见光催化性能。结果表明,Tm³⁺掺杂有效提高了Bi₂WO₆的光催化性能,当掺杂量为6%时,样品的光催化性能最好,可见光照射30 min后,对罗丹明B的降解效率达到91.27%,而可见光照射5 h后,对焦糖色素的降解效率达45.25%。与未掺杂Bi₂WO₆相比,分别提高了27.78%和35.22%。     

多孔材料负载金催化剂的制备与应用*

本文综述了微孔材料和介孔材料负载型金催化剂的制备、表征与应用研究的最新进展,从多孔载体的选择（氧化物、微孔分子筛、介孔氧化物、介孔分子筛和介孔碳材料）、金的最新负载方法（沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法、原位法/一步法和化学气相沉积法）与表征及其催化性能（一氧化碳低温氧化、氢气/氧气直接合成过氧化氢、直接合成环氧丙烷和有机物的选择性氧化）等方面详尽地评述了微孔材料和介孔材料负载型金催化剂研究概况。同时,提出了多孔材料负载金催化剂存在的一些问题,并展望了其研究和发展的方向。     

Syntheses of MO2 (M=Si, Ce, Sn) nanoparticles by solid-state reactions at ambient temperature

Nano oxides (SiO₂, CeO₂, SnO₂) were successfully synthesized by solid-state reactions at ambient temperature. The nanoparticles were characterized by X-ray powder diffraction, TEM, BET, and TGA-DTA. The SiO₂ particles were also investigated using IR spectra. Effects of calcination on the nanoparticles were studied in this paper. The solid-state reaction technique is a convenient, inexpensive and an effective preparation method of monodisperse oxide nanoparticles in high yield. The mechanisms of the formation of nano materials by solid-state reactions at ambient temperature were primarily investigated.     

Br-掺杂Bi2WO6的水热法合成及其可见光催化性能

以Bi（NO₃）₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O为主要原料,采用水热法合成了纯相Bi₂WO₆,并对其进行非金属离子Br^-掺杂改性。采用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman、PL和DRS研究了Br^-掺杂对Bi₂WO₆的物相结构、形貌和可见光催化性能的影响。结果表明,Br^-掺杂可有效提高Bi₂WO₆的可见光催化性能,当掺杂量（物质的量百分数）为8%时,溴掺杂Bi₂WO₆的光催化性能最好,可见光照射40 min后,可降解96.73%的罗丹明-B,与未掺杂Bi₂WO₆相比,其降解率提高了36.32%。