本文關鍵詞：氧化鎢薄膜的氣敏及光催化性質(zhì)研究

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【摘要】：三氧化鎢及其水合物有著典型的n型過渡金屬半導體氧化物的性質(zhì),屬于d0型金屬氧化物,在氣體傳感和光解水制氫領域一直被作為熱點研究材料之一。水熱法制備三氧化鎢及其水合物有著經(jīng)濟環(huán)保的優(yōu)勢,是較為常用的制備方法。本論文主要研究了以水熱法合成三氧化鎢及其水合物,并利用XRD、SEM、TEM等手段,測試了它們的物相,形貌等結(jié)構(gòu)信息,進一步研究了其室溫下對二氧化氮氣體的氣敏性質(zhì)和可見光光解水制氫的性能。具體研究內(nèi)容如下:1.單水合三氧化鎢微米片的制備及其氣敏性質(zhì)研究。在不使用形貌控制劑的情況下,以硝酸為無機酸源,以鎢酸鈉為鎢源,控制反應物濃度,通過二次水熱法在90℃下反應10小時,可以直接在玻璃襯底上制備出由單水合三氧化鎢微米片構(gòu)成的薄膜。XRD、TEM和SEM等測試結(jié)果表明,該單水合三氧化鎢微米片為正交晶系的單晶片,微觀形貌為十面體,其中兩個底面呈正方形,另外八個側(cè)面彼此相似,呈梯形。氣敏性質(zhì)研究結(jié)果表明,在室溫條件下該微米片對二氧化氮氣體具有良好的氣敏響應能力,探測限為20 ppm,且重復性很好。2.片狀三氧化鎢在FTO襯底上的沉積及其可見光光解水制氫研究。以無機酸為酸源,以鎢酸鈉為鎢源,使無機酸保持過量,通過水熱法即可在FTO襯底上制得三氧化鎢前驅(qū)體。實驗從制備方法、無機酸種類、光解水時電解質(zhì)種類等方面,對材料的制備及其光解水制氫的影響進行了探討。研究表明,電解質(zhì)溶液的堿性越高,三氧化鎢的光解水制氫能力越強。當無機酸源為硝酸時,所制得的三氧化鎢薄膜,其微觀形貌呈花簇狀,由短而窄的片狀結(jié)構(gòu)組成。此形貌的三氧化鎢經(jīng)光腐蝕后可得孔狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可使材料的光解水制氫性能顯著增強。究其原因,這種多孔結(jié)構(gòu)提供了更多的催化活性位點。此三氧化鎢薄膜在以0.1 M的PBS溶液為電解質(zhì)、在1.23 V(相對于RHE)的電位下,光電流密度達到0.7mA/cm2。對其量子效率進行研究表明,在入射光為340 nm,電位為1.2 V(相對于RHE),在pH=7.0的PBS電解溶液中,量子效率最高,達到20%。
【關鍵詞】：三氧化鎢 氣體傳感 光解水制氫 水熱法
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 術(shù)語及符號說明6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 三氧化鎢的性質(zhì)10-15
• 1.1.1 化學性質(zhì)10
• 1.1.2 晶體結(jié)構(gòu)10-11
• 1.1.3 三氧化鎢氣體傳感性質(zhì)11-13
• 1.1.4 三氧化鎢光催化性質(zhì)13-15
• 1.2 三氧化鎢的應用15-18
• 1.2.1 在氣體傳感領域的應用15-17
• 1.2.2 在光解水制氫領域的應用17-18
• 1.2.3 在其他領域的應用18
• 1.3 三氧化鎢的制備方法18-19
• 1.3.1 水熱法18-19
• 1.3.2 其他方法19
• 1.4 水合三氧化鎢的研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4.1 水合三氧化鎢的性質(zhì)19-20
• 1.4.2 水合三氧化鎢的應用20-22
• 第二章 實驗部分22-24
• 2.1 主要實驗儀器22-23
• 2.2 主要試劑23
• 2.3 玻璃襯底及反應釜內(nèi)襯的清洗23-24
• 第三章 單水合三氧化鎢的制備及其氣敏性質(zhì)24-36
• 3.1 簡介24-26
• 3.2 材料制備及氣體傳感性質(zhì)研究26-27
• 3.2.1 材料制備過程26
• 3.2.2 測試條件26-27
• 3.3 材料及性質(zhì)分析27-35
• 3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析27-30
• 3.3.2 形貌的形成機理30-32
• 3.3.3 溫度對結(jié)晶水的影響32
• 3.3.4 對二氧化氮的響應與恢復32-35
• 3.4 本章小節(jié)35-36
• 第四章 多孔三氧化鎢的制備及其光解水性質(zhì)36-46
• 4.1 簡介36-37
• 4.2 制備過程與測試裝置37-38
• 4.3 材料的表征測試38-41
• 4.4 光電流密度的測試41-43
• 4.5 光譜吸收曲線和量子效率43-44
• 4.6 本章小節(jié)44-46
• 第五章 影響三氧化鎢光解水性質(zhì)的因素46-54
• 5.1 電解質(zhì)溶液種類對光電流密度的影響46-47
• 5.2 空氣中熱處理溫度對光電流密度的影響47-49
• 5.3 熱處理時氧分壓對光電流密度的影響49-50
• 5.4 三氧化鎢在不同電解質(zhì)中的穩(wěn)定性50-51
• 5.5 晶種法對材料的光電流密度的影響51-52
• 5.6 酸源的種類對光電流密度的影響52-53
• 5.7 本章總結(jié)53-54
• 第六章 結(jié)論與展望54-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-62
• 附錄62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 明慧;;取代液晶的新材料——三氧化鎢[J];機械工程師;1986年04期

2 孟紅,云作敏,金麗;電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定鎢礦石中三氧化鎢[J];湖南有色金屬;2004年06期

3 Г.П.基甘諾夫 ,楊雨濃;制取三氧化鎢的萃取工藝[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;1988年04期

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本文編號：561318