WO_3纳米片:基于无机-有机杂化前驱物的制备及光催化性能

以商业三氧化钨粉末做为钨源,通过合成WOx-EDA(EDA=乙二胺)无机-有机杂化纳米带为前驱物,再加盐酸酸化,迅速得到中间产物正交型钨酸单晶纳米片。再在空气气氛下,将中间产物在管式炉中煅烧2 h,最终得到单斜型三氧化钨单晶纳米片。一系列对比实验的结果表明,在由杂化纳米带转变成钨酸纳米片时,反应温度、反应时间、酸化浓度等实验参数对产物的结构和形貌有着很大的影响。通过计算,制得的三氧化钨纳米片带隙为2.48 eV。对比于商业三氧化钨粉末,三氧化钨纳米片在可见光降解罗丹明B(RhB)中表现出更优越的性能。     

WO3/TiO2 复合纤维的制备及储能光催化性能

以钛酸正丁酯为前驱体, 采用静电纺丝技术制得了纯锐钛矿TiO2纤维, 并以其为基质, 通过水热法制备了具有异质结构的WO3/TiO2复合纤维. 利用X射线衍射仪(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 能量色散光谱仪(EDS)、 透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对样品的结构和形貌进行了表征. 以罗丹明B的脱色降解为模型反应, 考察了样品的光催化性能和储能光催化性能. 结果表明, 花状WO3微球包裹在TiO2纤维上, 得到了具有异质结构的WO3/TiO2复合纤维光催化剂. WO3与TiO2复合有利于光生载流子的输运和分离, 增强了体系的量子效率, 提高了光催化活性. WO3/TiO2 复合纤维经光照处理后, 在黑暗条件下显示出储能光催化特性.     

球状MoS2/WO3复合半导体制备及其对RhB的光催化性能

采用水热法成功制备了MoS₂/WO₃复合半导体光催化剂,分别通过SEM、TEM、EDS、XRD、Raman和DRS对催化剂的形貌,组成及结构进行表征,并用BET模型计算比表面积。对比发现球状MoS₂/WO₃对罗丹明B（RhB）的光降解效率明显高于纯WO₃、片状MoS₂/WO₃复合半导体。针对球状MoS₂/WO₃复合半导体,分别研究了MoS₂不同负载量（0.5%,1%,2%,5%,10%）对RhB光催化降解性能的影响,结果表明MoS₂含量为2%时催化效果最佳。同时,研究了溶液的pH值（pH=1,3,6,7,11）对光催化降解反应活性的影响,结果显示pH=6时降解率最高。当催化剂量增加到1 g·L^-1时,30min后RhB降解率达到96.6%。球状MoS₂/WO₃的瞬态光电流为0.050 6 mA·cm^-2,比纯WO₃提高了2.4倍。经过5次循环实验,球状MoS₂/WO₃复合半导体催化剂仍能保持90%的高降解率。     

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。     

Co3O4纳米片的制备及其电化学电容性能

以配位超分子化合物为前驱物,通过液相氧化分解得到了六方形CoOOH纳米片,进而在空气中热处理制得了Co₃O₄纳米片。利用XRD、TEM、FESEM对CoOOH和Co₃O₄纳米片的结构和形貌进行了表征。电化学测试表明,Co₃O₄纳米片电极在6 mol·L^-1 KOH溶液中表现出良好的电化学电容特性,在电流密度为1 A·g^-1其单电极比容量可达到227 F·g^-1。     

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].     

Ag3PO4/MoS2纳米片复合催化剂制备及可见光催化性能

采用机械球磨法成功制备Ag₃PO₄/MoS₂纳米片复合催化剂。运用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis）和荧光发射光谱（PL）对复合催化剂的结构和形貌进行了表征。结果表明,Ag₃PO₄纳米粒子均匀地附着在MoS₂纳米片层结构上,两者形成紧密结合。以亚甲基蓝为模拟污染物,研究复合催化剂在可见光照射下的光催化特性;通过循环实验考察复合催化剂的稳定性。结果显示,含有1%的MoS₂纳米片与Ag₃PO₄形成的复合催化剂在30 min内对亚甲基蓝的降解率为95%,其降解动力学常数是纯相Ag₃PO₄的2倍。经过5次循环实验后复合催化剂对于亚甲基蓝的降解率为84%,而纯Ag₃PO₄对于亚甲基蓝的降解率仅为35%。Ag₃PO₄/MoS₂纳米片复合催化剂具有优良的光催化活性和高稳定性,主要归因于二硫化钼纳米片与磷酸银形成异质结,磷酸银激发的电子和二硫化钼纳米片产生的空穴直接复合,从而促使光生电子从磷酸银晶体表面快速分离,减轻了磷酸银的光电子腐蚀,同时也提高了复合物的光催化活性。     

Cd掺杂δ-Bi2O3纳米片的制备及其光催化固氮性能

采用一步醇热法制备了Cd掺杂δ-Bi_2O_3,并用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对其微观结构、表面元素、能带结构、光电化学性质等进行表征。结果表明Cd掺杂δ-Bi_2O_3是由二维纳米片组装而成的微球,Cd以Cd2+形式掺杂在δ-Bi_2O_3晶格间隙。由于Cd的掺杂,δ-Bi_2O_3禁带宽减小,光响应范围扩大,光生载流子的传递与分离效率提高。在常温常压下,考察了Cd-δ-Bi_2O_3可见光催化固氮效果,结果表明,光照3 h时,6%Cd-δ-Bi_2O_3的光催化固氮速率为1.6 mmol·g~(-1)·h~(-1)·L~(-1),是δ-Bi_2O_3的10.67倍。Cd的掺杂点会成为光生电子的陷阱,延缓光生电子的表面传递,增强目标分子的化学吸附。     

草酸诱导合成WO3粉体与其光致变色性质

采用草酸有机诱导在水热条件下制备了形貌新颖的WO3粉体, 使用XRD, SEM, BET等手段进行结构和形貌表征, 并利用紫外-可见光谱仪(UV-Vis)及测色计对所制备的样品进行光致变色性能测试. 结果表明, 合成的WO₃粉体仍为六方相, 以草酸为诱导剂合成的粉体由大小及形状较为均匀的梭形组成, 颗粒长在200~300 nm之间, 宽在30~50 nm左右, 长宽比为4~10之间, 这种特殊的形貌改善了粉体对激发光源的吸收能力, 从而提高了合成的WO₃粉体的光致变色性能.     

S型异质结光催化剂ZnFe2O4/WO3的构筑及光催化还原CO2性能

通过在WO₃纳米片表面负载ZnFe₂O₄纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe₂O₄/WO₃,并研究了其光催化CO₂还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe₂O₄/WO₃复合材料可对CO₂与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO₂还原产物CO和CH₄的产量分别为7.87和4.88 μmol·g^-1。相对于单相组分,CO和CH₄的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe₂O₄和WO₃异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。     

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。     

小分子液滴为模板制备有机-无机杂化纳米微胶囊

通过细乳液聚合,在正辛烷液滴外包覆一层苯乙烯与甲基丙烯酸-3-三甲氧基硅丙酯(MPS)的共聚物,制备了有机-无机杂化纳米微胶囊.通过透射电镜和动态光散射粒径仪观测其形态,用红外光谱表征了其分子结构.讨论了聚合方法对微胶囊制备的影响;通过溶度参数的计算和实验验证,发现配方中单体体积分数需小于36%才能得到微胶囊;通过界面自由能模型的计算和动力学分析,说明了微胶囊形成的热力学原因;发现共聚物中MPS的加入有利于微胶囊的形成,但若MPS的含量过大将会导致胶囊塌陷;最后阐明了这种微胶囊制备过程的机理.     

S型异质结光催化剂ZnFe2O4/WO3的构筑及光催化还原CO2性能

通过在WO₃纳米片表面负载ZnFe₂O₄纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe₂O₄/WO₃,并研究了其光催化CO₂还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe₂O₄/WO₃复合材料可对CO₂与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO₂还原产物CO和CH₄的产量分别为7.87和4.88 μmol·g^-1。相对于单相组分,CO和CH₄的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe₂O₄和WO₃异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。     

WO3/YF3:Eu3+复合纳米材料的制备与发光性能

采用直接沉淀法制备了WO_3/YF_3∶Eu~(3+)复合纳米材料,并对其结构、组成、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:复合纳米材料由纳米粒子WO3和结晶良好的正交晶系的YF3∶Eu~(3+)组成。SEM照片表明:片状WO3颗粒表面沉积了分散性较好、粒径均匀(尺寸为10~50 nm)的YF3∶Eu3纳米颗粒。荧光光谱分析表明:该复合纳米材料具有良好的发光性,以593 nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁为最强发射峰,与纯的YF3∶Eu~(3+)相比WO_3/YF_3∶Eu~(3+)发光强度明显增强,表明具有表面等离子共振效应的WO3纳米粒子对壳层的YF3∶Eu~(3+)起到发光增强作用。     

Sb2O3/BiVO4/WO3异质结构建及光电催化合成过氧化氢

采用溶剂热法-旋涂法构建了Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃半导体异质结,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等手段表征了其物化性质。在1.23 V(vs RHE)电位下,BiVO₄/WO₃的光电流密度相对于BiVO₄提高了2倍。进一步复合Sb₂O₃之后,虽然Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃薄膜的光电流密度有所下降,但其光电催化产H₂O₂的法拉第效率和产生速率得到明显提升。在1.89V(vs RHE)电位下,3c-Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃薄膜产 H₂O₂的法拉第效率提高到约 19%;1c-Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃薄膜 H₂O₂产生速率从约2.1 μmol·h^-1·cm^-2提高到约3.6 μmol·h^-1·cm^-2。此外,Sb₂O₃的复合显著提高了BiVO₄/WO₃电极材料的光电催化稳定性。     

一种新的WO3纳米管的制备方法

一维纳米材料因可用来构造高性能纳米器件的结构单元而成为纳米材料研究的热点．目前的研究重点集中在材料的制备和结构性能表征方面,已发展了多种制备方法,主要有模板法、V-L-S法、L-L-S法和V-S法等,其中阳极氧化铝(AAO)模板法是制备一维材料的好方法．AAO模板的制备工艺已相当成熟,     

氧空位对WO3光催化析氧活性影响的研究

在500 ℃下用还原性气体H₂O / H₂对WO₃进行不同时间的处理，得到一系列具有不同氧空位的催化剂。采用XRD、XPS、DRS等技术对催化剂进行了表征，并考察了它们的光催化析氧活性。实验结果表明：适量的氧空位能明显提高催化剂的光催化析氧活性。     

Gd-N共掺杂SrTiO3/TiO2复合纳米纤维制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质和反应物,结合一步水热法制得Gd-N共掺杂SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对其微观结构、形貌和光学性能进行表征。结果表明:SrTiO_3和TiO_2形成异质结能够使光生电子和空穴得到很好的分离,而Gd-N共掺杂产生新带隙,可以拓宽光谱响应范围至可见光区,并引起晶格缺陷,成为光生电子-空穴对的浅势捕获阱。Gd-N共掺杂与异质结的协同作用有效提高了SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维的可见光催化活性。     

制备有机-无机杂化纳米材料的研究进展

有机-无机杂化纳米材料由于小尺寸和兼具有机、无机材料的各种优良性质,在许多领域都有巨大的应用潜质。本文介绍了模板法、嵌段聚合物自组装、含特殊官能团的乙烯基单体直接聚合法等制备纳米有机-无机杂化材料的方法,并对各自的特点进行了说明。