亚稳六方相三氧化钨的液相合成及其性能研究

摘要

无机纳米材料的研究和应用对社会的发展意义重大，以三氧化钨（WO3）为基体的无机材料因其独特的结构和性能引起了广泛的关注和研究。
　　本文主要采用条件温和，工艺简单的液相沉淀法，合成了一系列亚稳六方相三氧化钨纳米材料，并对其光致变色性能和光催化降解性能进行了探索研究，具体内容如下：
　　1.在90oC下，通过常压下简单的水溶液法成功合成出由一维纳米单元组装而成的类球状亚稳六方相WO3（h-WO3）分级结构。合成过程中分别考察了酸量、反应时间、阳离子、表面活性剂、PVP用量及链长对样品的形貌及其相态的影响。结果表明：酸量对样品的最终相态起到了至关重要的作用，在溶液pH=1~1.5（即WO42?/H+的摩尔比为1:2~1:2.25）范围内可得到纯 h-WO3样品。突破了h-WO3的合成需要高温高压这一难题，并对有机分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的作用机理进行了深入探讨。在反应体系中，PVP分子在 H+的进攻下，迅速质子化成为带正电的离子，PVP正离子与带负电的WO42-快速结合，在动力学驱动下快速形成亚稳相h-WO3晶核。作为软模板的PVP分子在溶液中发生卷曲，促使样品形成了类球状的h-WO3分级结构。对合成出的亚稳相h-WO3分级结构进行了光致变色性能测试，样品在可见光下展现了优异的可逆变色性能。此工作对温和条件下亚稳相材料的合成及应用提供了新思路。
　　2.以钨酸钙、钨酸钡等为前驱体模板，用自牺牲模板法合成出球形亚稳h-WO3中空结构。通过调节溶液中盐酸的量、酸的加入方式、前驱体的晶化程度及种类等因素实现了对产物形貌及相态的可控合成。结果表明：前驱体模板的溶度积常数对模板形貌能否遗传具有至关重要的作用，控制模板的晶化程度及模板向产物的转变速度，能够获得形貌完整的中空结构WO3。对样品进行了可见光、紫外光的光致变色性能和催化降解有机物的性能考察，亚稳相h-WO3中空结构的光致变色性能和降解性能均优于正交相WO3（o-WO3）中空结构。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2纳米材料概述

1.3三氧化钨的结构

1.4 三氧化钨的制备方法

1.5 三氧化钨的性质和应用

1.6 本课题研究的目的、意义和内容

第2章 h-WO3分级结构的液相合成及其可见光致变色性能的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 亚稳相h-WO3分级结构光致变色性能研究

2.5 本章小结

第3章 自牺牲模板法合成h-WO3中空结构及其性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 性能的研究

3.5 本章小结

结论

参考文献

附录A 攻读学位期间发表论文

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