本文關(guān)鍵詞：納米氧化鎢的制備及其光催化性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：過渡金屬氧化物是許多先進(jìn)材料和智能設(shè)備的重要組成部分,WO_x是一種n型半導(dǎo)體過渡金屬氧化物,主要應(yīng)用在變色、傳感、光催化方面,在太陽能電池、表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)和癌癥光療等方面也有研究。早在十七世紀(jì)就開始了對氧化鎢的研究。近年來,由于氧化鎢電致變色特性的發(fā)現(xiàn),使得對氧化鎢的研究重新引起關(guān)注。相比較于其他過渡金屬氧化物功能材料,如TiO2、ZnO、NiO以及他們的不飽和狀態(tài),WO_x在電致變色方面的研究比較先進(jìn)。WO_x雖然也是一種比較好的光催化材料,然而光催化和傳感常用的材料是SnO2,TiO2,ZnO以及他們的不飽和價(jià)態(tài)。WO_x在太陽能電池報(bào)道的更少。然而,WO_x在光催化和太陽能電池方面研究相對落后,而TiO2、ZnO、NiO已經(jīng)應(yīng)用到相關(guān)產(chǎn)業(yè)中。因?yàn)閃O_x與TiO2、ZnO、N iO有類似的功能特性,所以應(yīng)該鼓勵(lì)進(jìn)一步研究WO_x在光催化或太陽能電池方面的應(yīng)用。在電致變色、催化以及其他等方面的研究中,活性物質(zhì)是WO_3還是WO_(2.72)存在爭議。針對上述問題,本課題采用水熱法、溶劑熱法和超聲法制備了不同形貌的氧化鎢并對其光催化性能展開研究。綜合本論文工作,研究成果如下:1.通過溶劑熱法制備出兩種形貌不同的納米WO_(2.72)。即毛刺狀納米WO_(2.72)和WO_(2.72)納米線。毛刺狀納米WO_(2.72)是三維結(jié)構(gòu)但含有的表面氧空位多。WO_(2.72)納米線是一維線性結(jié)構(gòu)但表面氧空位相對較少。我們研究了形貌對光催化活性的影響。結(jié)果顯示W(wǎng)O_(2.72)納米線具有更好的光催化活性,證明了一維結(jié)構(gòu)在增強(qiáng)光催化活性過程中的主導(dǎo)作用。2.我們采用水熱法制備了WO_3納米片,通過調(diào)控前驅(qū)液的濃度、反應(yīng)時(shí)間、pH和封端劑的量實(shí)現(xiàn)形貌優(yōu)化,得到形貌均一的WO_3納米片。在紫外光的照射下,將所制備的WO_3納米片催化降解污染物。與WO_3納米片相比,WO_(2.72)表現(xiàn)出更高的催化活性。3.將制備的WO_3、WO_(2.72)進(jìn)行表面光電流測試并分析其中的差異。結(jié)果顯示,WO_(2.72)納米線的表面光電流值比毛刺狀納米WO_(2.72)高一倍,WO_3納米片的表面光電流值最低。表面光電流值與其光催化活性相對應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：WO_3 WO_(2.72) 水熱 溶劑熱 光催化 表面光電流
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;TQ136.13
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-33
• 1.1 引言11-12
• 1.2 WO_x的基本特性12-18
• 1.2.1 WO_312-13
• 1.2.2 WO_x(x<3)的結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 WO_3·H_2O14
• 1.2.4 電子能帶結(jié)構(gòu)14
• 1.2.5 光學(xué)特性和變色14-15
• 1.2.6 導(dǎo)電性15-16
• 1.2.7 光催化特性16-17
• 1.2.8 熱電特性17
• 1.2.9 鐵電特性17
• 1.2.10 摻雜17-18
• 1.3 WO_x的制備方法18-23
• 1.3.1 氣相法18-19
• 1.3.2 液相法19-23
• 1.3.3 固相法23
• 1.4 WO_x的應(yīng)用23-31
• 1.4.1 電致變色器件23-24
• 1.4.2 染料敏化太陽能電池24-25
• 1.4.3 光催化25-27
• 1.4.4 光記錄設(shè)備27
• 1.4.5 傳感應(yīng)用27-29
• 1.4.6 場發(fā)射29
• 1.4.7 高溫超導(dǎo)29-30
• 1.4.8 癌癥光療30-31
• 1.5 WO_x的研究進(jìn)展31
• 1.6 本課題的研究背景和意義31-33
• 2 WO_(2.72)納米結(jié)構(gòu)的制備、表征和光電轉(zhuǎn)換性能33-46
• 2.1 引言33-34
• 2.2 WO_(2.72)的制備、表征34-36
• 2.2.1 WO_(2.72)納米線和毛刺狀納米WO_(2.72)的制備34-35
• 2.2.2 WO_(2.72)納米線和毛刺狀納米WO_(2.72)的表征35
• 2.2.3 WO_(2.72)納米線和毛刺狀納米WO_(2.72)的光電轉(zhuǎn)換性能研究35-36
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論36-44
• 2.3.1 WO_(2.72)納米線和毛刺狀納米WO_(2.72)的結(jié)構(gòu)表征和分析36-41
• 2.3.2 WO_(2.72)納米線和毛刺狀納米WO_(2.72)形成機(jī)理41-43
• 2.3.3 WO_(2.72)納米線和毛刺狀納米WO_(2.72)的光電轉(zhuǎn)換性能分析43-44
• 2.4 小結(jié)44-46
• 3 WO_3納米片的制備、表征和光電轉(zhuǎn)換性能46-56
• 3.1 引言46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案46-47
• 3.2.1 WO_3納米片的制備46-47
• 3.2.2 的表征47
• 3.2.3 WO_3納米片的光電轉(zhuǎn)換性能研究47
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論47-54
• 3.3.1 WO_3納米片的結(jié)構(gòu)表征和分析47-51
• 3.3.2 WO_3納米片形成機(jī)理51-53
• 3.3.3 WO_3納米片的光電轉(zhuǎn)換性能分析53-54
• 3.4 小結(jié)54-56
• 4 WO_3納米片、WO_(2.72)納米結(jié)構(gòu)的光催化性能的研究56-63
• 4.1 引言56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案57-59
• 4.2.1 毛刺狀納米WO_(2.72)光催化降解羅丹明（RhB）、甲基橙（MO）和亞甲基藍(lán)（MB）57-58
• 4.2.2 WO_(2.72)納米線光催化降解羅丹明（RhB）、甲基橙（MO）和亞甲基藍(lán)（MB）58
• 4.2.3 WO_3納米片光催化降解羅丹明（RhB）、甲基橙（MO）和亞甲基藍(lán)（MB）58-59
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論59-62
• 4.4 小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果72-73
• 致謝73-74

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