超声-微乳液混合法制备纳米WO3粉体及其表征

在超声振荡条件下,将两份分别增溶有Na2WO4和HCl水溶液的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇(C4H9OH)/环己烷(C6H12)的微乳液进行混合反应,制备了WO3纳米粒子.利用XRD、TGDTA、TEM等测试手段对产物的粒径、物相组成、热稳定性和形貌进行了表征,探讨了煅烧温度对WO3粉体粒径大小的影响.XRD衍射分析表明煅烧后的WO3粉体为结晶性较好的单斜晶系.TEM照片显示经不同温度处理后所得的WO3超细粒子呈粒度分布窄的类球形.随着煅烧温度的升高,粒子间产生团聚使粒径急剧增大,500℃下恒温3 h后产物的平均粒径约为40 nm.     

超声喷雾热分解WO3薄膜的光电化学制氢研究

以H2O2在93℃水浴中溶解H2WO4得到的溶液作为超声喷雾热分解反应的前驱液制备WO3薄膜,考查了H2O2添加量及前驱液浓度对薄膜结构和光电化学制氢性能的影响.结果表明,增加前驱液中H202的添加量和降低前驱液浓度都能使薄膜表面由网状结构分裂成颗粒堆积结构,低浓度前驱液制备的薄膜表面经热处理后会结晶出尺寸较大的颗粒.前驱液浓度越高或H2O2添加量越多,则平带电位变得越负.光电转换效率(IPCE)测量结果表明,对于所有样品,在电极电位(饱和甘汞电极)为0.5 V时,光照产生光电流的起始波长都为450 nm.在强度较弱的单色光照射下,光电效率随H2O2添加量的增加和前驱液浓度的降低都先增大后减小.氙灯直接照射下的光电流测试结果表明,H2O2添加量对光电流的影响不大,而前驱液浓度的降低增大了光电流.     

A study of transition from n-to p-type based on hexagonal WO3 nanorods sensor

Hexagonal WO3 nanorods are fabricated by a facile hydrothermal process at 180 ℃ using sodium tungstate and sodium chloride as starting materials. The morphology, structure, and composition of the prepared nanorods are studied by scanning electron microscopy, X-ray diffraction spectroscopy, and energy dispersive spectroscopy. It is found that the agglomeration of the nanorods is strongly dependent on the PH value of the reaction solution. Uniform and isolated WO3 nanorods with diameters ranging from 100 nm-150 nm and lengths up to several micrometers are obtained at PH = 2.5 and the nanorods are identified as being hexagonal in phase structure. The sensing characteristics of the WO3 nanorod sensor are obtained by measuring the dynamic response to NO2 with concentrations in the range 0.5 ppm-5 ppm and at working temperatures in the range 25 ℃-250 ℃. The obtained WO3 nanorods sensors are found to exhibit opposite sensing behaviors, depending on the working temperature. When being exposed to oxidizing NO2 gas, the WO3 nanorod sensor behaves as an n-type semiconductor as expected when the working temperature is higher than 50 ℃, whereas, it behaves as a p-type semiconductor below 50 ℃. The origin of the n- to p-type transition is correlated with the formation of an inversion layer at the surface of the WO3 nanorod at room temperature. This finding is useful for making new room temperature NO2 sensors based on hexagonal WO3 nanorods.     

Y2O3掺杂WO3光催化剂的制备及其性能

采用浸渍法合成了Y2O3 -WO3光催化剂,通过XRD和UV-Vis DRS测试手段对其进行了表征.以对苯二甲酸为探针分子,结合化学荧光技术研究了Y2O3 -WO3表面羟基自由基的生成.以溴百里香酚蓝(BTB)催化降解实验评价了其光催化活性.结果表明:与纯WO3相比,1.2％ Y2O3-WO3样品的吸收带边发生明显红移、在200～800 nm 区域有更强的光吸收.Y2O3-WO3样品的紫外和可见光催化活性随Y2O3含量增加先增加,当Y2O3含量为1.2％时分别达到最大值,然后随Y2O3含量的进一步增加而减小.与纯WO3相比,1.2％ Y2O3-WO3样品明显具有更高的紫外和可见光催化活性以及更大的羟基自由基生成速率.     

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.     

金属材料分析方法的选择和施行第五讲 金属材料中钨的测定(续)

(8)钨酸沉淀重量法测定钨的一项缺点是所得到的钨酸虽经多次洗涤仍然吸附带人一定量的其他共存元素,如硅、铁、钛、铬、钼、钒、铌、钽等,因而随后灼烧所得的三氧化钨是不纯的,其中夹杂了上述元素的氧化物。因此,在最终取得钨的测定结果之前要用各种方法将夹杂在三氧化钨中的其他元素的氧化物一一测定,将所测得的结果换算成氧化物的质量从不纯三氧化钨的质量中减去。几种主要的国内外标准方法中所用的测定这些夹杂元素的方法可大致归纳如下。     

单斜相WO_3的水热合成及其光催化性能的研究

利用水热合成法,以钨酸钠为钨源,硝酸为酸源,柠檬酸与酒石酸为辅助剂,制备了单斜相且形貌规整的WO_3。对WO_3样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及紫外可见漫反射(UV-vis-DR)分析,测试了样品的BET比表面积,考察了硝酸与钨原子物质的量比,柠檬酸、酒石酸与钨原子物质的量比对样品晶相与形貌的影响。结果表明,大量硝酸及羟基酸的加入都有利于WO_3单斜相的形成,当硝酸与钨原子的物质的量比为2.8∶1,羟基酸与钨原子的物质的量比为0.8∶1时,能够制得单斜相、形貌规整的WO_3样品。将WO_3与p型半导体物质CuCrO_2复合得到CuCrO_2-WO_3复合催化剂用于光催化分解水产氢的实验,高结晶度的单斜相WO_3具有较好的光催化性能。     

WO3纳米颗粒修饰ZnO纳米管的光催化性能

二甲四氯钠(MCPA-Na)是一种广泛用于牧场和果园的除草剂,但由于其生物降解性极低,已成为地下水和浅水中的主要污染物.研究发现,半导体可以有效地辅助降解转化危险化学品.ZnO纳米管因其中空结构和较大的比表面积,而在光催化降解有机物方面备受关注.但是,ZnO只能吸收紫外光,如果将其与窄带隙半导体进行复合,可以有效降低带隙,增强其在可见光区域的光吸收,表现出更好的光催化性能.WO3是一种具有稳定物理化学性质及耐光腐蚀窄带隙半导体.采用WO3修饰ZnO纳米管,能扩展ZnO吸收光的范围以及提高ZnO纳米管的耐光腐蚀性能.本文首先通过电化学合成的方法制备了ZnO纳米管,然后按照不同的W/Zn摩尔比将(NH4)6H2W12O40·XH2O滴加在纳米管表面,并在450 ℃下退火2 h制得ZnO-WO3纳米管阵列.研究了不同WO3含量的ZnO-WO3纳米管光催化降解MCPA-Na性能,并且通过X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、紫外可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)等手段研究了复合WO3纳米颗粒后ZnO纳米管半导体光催化性能提高的原因.XPS结果表明,W元素在ZnO-WO3纳米管阵列中以W6+的形式存在.FTIR结果表明,复合WO3后的ZnO-WO3复合半导体上比纯ZnO纳米管表面具有更多的OH-基团.由于OH-可以捕获光生空穴,并转化为具有反应活性的●OH自由基,因此复合WO3能在一定程度上提高ZnO纳米管的光催化活性.UV-Vis结果表明,WO3的复合使得光谱发生明显红移,但随着WO3含量的增加,ZnO-WO3的吸光度明显增加.另外,PL结果表明,适当的复合WO3可以抑制光生电子-空穴的复合.这是因为W6+和晶格氧的相互作用产生了较高不饱和键和表面缺陷,而表面缺陷可以作为光生载流子的陷阱,促进了光生电子和空穴的分离,因而光催化性能提高.在模拟太阳光下研究了不同WO3含量的ZnO纳米管对光催化降解MCPA-Na溶液的性能.发现W/Zn摩尔比为3%的ZnO-WO3样品表现出最好的光催化活性,200 min内其降解率为98.5%.与纯ZnO纳米管相比,其光催化循环性能也有所提高.利用Mott-Schottky测试方法并结合UV-vis结果,我们计算得到不同WO3含量的ZnO-WO3复合半导体导带价带位置.由于WO3导带位置和价带位置都比ZnO的更高,WO3上产生的光生电子会向ZnO的导带移动,而ZnO光生空穴向WO3的价带移动,从而促使光生电子和空穴的分离,提高了光催化性能.但是如果WO3复合的量太大,则在ZnO纳米管上分散性不好,反而成为光生空穴和电子复合中心,导致其光催化活性降低.     

整体式三氧化钨/氧化石墨烯气凝胶增强可见光光催化氧化NO性能（英文）

近年来,光催化技术在去除以NO为代表的诸多室内气体污染物方面展现出巨大的潜力.单质铋和铋系氧化物,非金属氧化物以及钙钛矿等众多半导体光催化材料均具有优异的NO降解效率,但很难控制氧化产物.因而会生成大量毒性更强的中间产物NO2造成二次污染.因此,寻求一种清洁、高效,且具有良好选择性的光催化材料成为了亟待解决的问题.六方相三氧化钨(h-WO_3)的价带位置较正,氧化电位较高,具有很强的氧化能力,是一种良好的氧化性光催化半导体材料.然而,WO_3催化材料多为粉末状,不仅容易团聚,难以回收利用并且会堵塞检测气路.同时,WO_3本身存在的电子-空穴复合率高,弱的可见光响应性等问题使其光催化活性较低.因而,制备具有良好可见光响应,高电子-空穴分离效率的一体化WO_3材料是其广泛应用前急需解决的问题.而石墨烯气凝胶是理想的催化剂载体,其较高的比表面积以及多孔状结构可有效地增加催化剂的暴露面积,提升催化剂利用率;更重要的是,氧化石墨烯(GO)具有极高的导电率,可作为电子受体加速电子-空穴对的分离而提升光催化活性.因此,以GO作为基体材料,构建WO_3/GO气凝胶一体化材料有良好的应用前景.然而,现在还鲜见有关宏观WO_3/GO气凝胶光催化降解NO的报道.本文以偏钨酸铵为钨源,利用体积分数为25%的冰醋酸在180ⅹC条件下制备六方相三氧化钨.通过机械搅拌以及冷冻干燥法制备WO_3/GO气凝胶.经光催化氧化NO测试发现其可见光下降解率可达51%,是WO_3粉体的3.3倍,并且NO_2生成率仅为0.5%,远远低于其他相关光催化材料.采用了X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-漫反射分光光度计(UV-DRS),傅里叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(PL)等手段研究了其光催化性能提高的原因.XRD测试显示,复合材料主体为h-WO_3,说明GO的引入并未破坏材料晶体结构;TEM和BET测试发现,在加入GO之后h-WO_3分散性变好,比表面积变大,从而可暴露更多的光催化活性位点.UV-DRS吸收光谱可以看到WO_3/GO气凝胶材料的吸收边发生了显著的红移,其禁带宽度从3.44 eV减小到3.16 eV,这可能是GO影响了WO_3的能带结构所致.同时PL结果表明,引入了GO之后,气凝胶材料的非辐射跃迁程度明显减小表明其电子-空穴对的复合得到了显著抑制,电子迁移显著加强.综合以上结果,可以得到WO_3/GO光催化性能提升以及良好的产物选择性的原因.首先,三维气凝胶材料的结构提升了催化剂的有效利用率,较大的比表面积暴露了更多的活性位点.其次,GO的引入减小了复合材料的禁带宽度,并使其吸光性能有所改善,产生了更多的光生电子和空穴.最后,GO本身极高的导电性,使光生电子-空穴对得以有效的分离,一方面,电子通过GO迅速转移到材料表面来参与光催化反应;另一方面,电子的快速转移抑制了电子-空穴对的复合,进而提高光催化性能,而且较正的价带位置保证了NO较为彻底的氧化为NO3–.因此,相比传统粉末WO_3催化材料,一体化的WO_3/GO气凝胶不仅显著提升了NO降解率,同时严格抑制了毒副产物NO2的生成,同时更具有容易回收利用,不存在二次污染的优点.综上所述,WO_3/GO一体化气凝胶光催化材料有望在环境净化与能源领域表现出良好的应用前景.     

WO3超微电极及其在心肌细胞分析中的应用

该文报道了钨超微电极的制作方法,利用电化学氧化的手段在钨超微区域衍生三氧钨膜而制成三氧化钨／钨（ＷＯ３／Ｗ）ｐＨ超微电极。实验发现,在ｐＨ２．０￣１３．０的范围内,ＷＯ３／Ｗ超微电极对Ｈ＾＋呈较好的响应,相关系数为０．９９９６,频率为５６．６ｍＶ／ｐＨ。将超微电极应用于心肌细胞缺血性损伤的研究中,结果满意。