本文選題：h-WO_3 + 分級結(jié)構(gòu)��； 參考：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：無機(jī)納米材料的研究和應(yīng)用對社會的發(fā)展意義重大,以三氧化鎢(WO3)為基體的無機(jī)材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能引起了廣泛的關(guān)注和研究。本文主要采用條件溫和,工藝簡單的液相沉淀法,合成了一系列亞穩(wěn)六方相三氧化鎢納米材料,并對其光致變色性能和光催化降解性能進(jìn)行了探索研究,具體內(nèi)容如下：1.在900C下,通過常壓下簡單的水溶液法成功合成出由一維納米單元組裝而成的類球狀亞穩(wěn)六方相WO3 (h-WO3)分級結(jié)構(gòu)。合成過程中分別考察了酸量、反應(yīng)時間、陽離子、表面活性劑、PVP用量及鏈長對樣品的形貌及其相態(tài)的影響。結(jié)果表明：酸量對樣品的最終相態(tài)起到了至關(guān)重要的作用,在溶液pH=1-1.5(即WO42-/H+的摩爾比為1：2～1：2.25)范圍內(nèi)可得到純h-WO3樣品。突破了h-WO3的合成需要高溫高壓這一難題,并對有機(jī)分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的作用機(jī)理進(jìn)行了深入探討。在反應(yīng)體系中,PVP分子在H+的進(jìn)攻下,迅速質(zhì)子化成為帶正電的離子,PVP正離子與帶負(fù)電的WO42-快速結(jié)合,在動力學(xué)驅(qū)動下快速形成亞穩(wěn)相h-WO3晶核。作為軟模板的PVP分子在溶液中發(fā)生卷曲,促使樣品形成了類球狀的h-WO3分級結(jié)構(gòu)。對合成出的亞穩(wěn)相h-WO3分級結(jié)構(gòu)進(jìn)行了光致變色性能測試,樣品在可見光下展現(xiàn)了優(yōu)異的可逆變色性能。此工作對溫和條件下亞穩(wěn)相材料的合成及應(yīng)用提供了新思路。2.以鎢酸鈣、鎢酸鋇等為前驅(qū)體模板,用自犧牲模板法合成出球形亞穩(wěn)h-WO3中空結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)溶液中鹽酸的量、酸的加入方式、前驅(qū)體的晶化程度及種類等因素實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)物形貌及相態(tài)的可控合成。結(jié)果表明：前驅(qū)體模板的溶度積常數(shù)對模板形貌能否遺傳具有至關(guān)重要的作用,控制模板的晶化程度及模板向產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變速度,能夠獲得形貌完整的中空結(jié)構(gòu)WO3。對樣品進(jìn)行了可見光、紫外光的光致變色性能和催化降解有機(jī)物的性能考察,亞穩(wěn)相h-WO3中空結(jié)構(gòu)的光致變色性能和降解性能均優(yōu)于正交相WO3 (o-WO3)中空結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:The research and application of inorganic nanomaterials are of great significance to the development of society. The inorganic materials based on tungsten trioxide (WO _ 3) have attracted wide attention due to their unique structure and properties.In this paper, a series of metastable hexagonal tungsten trioxide nanomaterials were synthesized by liquid phase precipitation with mild conditions and simple process. The photochromic properties and photocatalytic degradation properties of these nanomaterials were studied. The main contents are as follows: 1.At 900C, a spherical metastable hexagonal phase WO3 (h-WO3) structure was successfully synthesized by a simple aqueous solution method under atmospheric pressure.The effects of acid content, reaction time, cations, the amount of surfactant PVP and the chain length on the morphology and phase state of the samples were investigated.The results show that the acid content plays an important role in the final phase state of the sample. The pure h-WO3 sample can be obtained in the range of pH ~ (-1) ~ (1.5) (that is, the molar ratio of WO42-/H is 1: 2: 1: 2.25).This paper breaks through the difficult problem that the synthesis of h-WO3 needs high temperature and high pressure, and probes into the action mechanism of organic molecule polyvinylpyrrolidone (PVP).In the reaction system, under the attack of H, the protonation was rapidly formed into a positive ion, the positive ion of PVP and the negatively charged WO _ 42-, and the metastable h-WO3 crystal nucleus was rapidly formed under the driving of kinetics.The PVP molecule, as a soft template, curls in solution, which results in the formation of spherical h-WO3 classification structure.The photochromic properties of the synthesized metastable phase h-WO3 were tested. The samples showed excellent reversible chromotropic properties under visible light.This work provides a new idea for the synthesis and application of metastable phase materials under mild conditions.The spherical metastable h-WO3 hollow structure was synthesized by using calcium tungstate and barium tungstate as precursor templates.By adjusting the amount of hydrochloric acid in solution, the way of adding acid, the degree and type of crystallization of precursor, the controllable synthesis of product morphology and phase state was realized.The results show that the solubility product constant of the precursor template plays an important role in the inheritance of the template morphology. Controlling the crystallization degree of the template and the rate of transition from the template to the product, the hollow WO3 with complete morphology can be obtained.The photochromic and photochromic properties of the samples under UV light and catalytic degradation of organic compounds were investigated. The photochromic and degradable properties of the metastable h-WO3 hollow structure were superior to those of the orthotropic WO3 / WO _ 3 hollow structure.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ136.13;O643.36

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本文編號：1741122