納米三氧化鎢的制備及其光催化性能研究.pdf

1、三氧化鎢(WO3)是一種禁帶間隙能值較低的納米功能材料，在電致變色、光致變色、光致氣敏性、光催化降解有機物/產氧等領域具有廣闊的應用前景，是目前功能材料研究的熱點。本論文利用納米材料的結構特性，通過改變納米WO3合成過程中的三大影響因素，制備了不同的WO3催化劑，并探究了其光催化性能。具體工作如下:
　　(1)改變結構調整劑的種類。將氯化鈉、硫酸鈉、草酸鈉等無機鹽作為結構調整劑添加到鎢酸前驅體溶液中，這些結構調整劑通過定性調控納米

2、晶體的形貌，進而制備出不同形貌的納米三氧化鎢。結果表明，不同結構調整劑對WO3形貌具有調控作用，分別得到了納米片堆積而成的球形形貌、納米片堆積而成的板狀形貌、納米立方塊堆積而成的團狀形貌。通過對比可見光下不同形貌催化劑的光催化性能，發(fā)現NaCl的加入有助于提升光催化活性，能分解89wt％的羅丹明B(Rh B)溶液。
　　(2)改變氯化鈉的加入量。通過改變鎢酸前驅體溶液中的NaCl的加入量，改變NaCl吸附到三氧化鎢晶體表面的能力，

3、進而得到不同表面結構及性質的納米三氧化鎢。接著利用XRD、SEM、TEM、UV-vis、DRS、N2吸附-脫附、拉曼測試等手段進行表征分析。結果表明，隨著增加NaCl的加入量，納米三氧化鎢的形貌變化為無序納米片、納米片組裝而成的球形、餅干狀結構;NaCl定性吸附在納米三氧化鎢的(002)、(200)晶面上，進而調控合成能夠暴露高表面能(002)晶面的三氧化鎢;納米片之間形成的狹縫孔及暴露(200)晶面的納米晶體結構共同促進大介孔的形成。

4、通過對比各催化劑的光催化活性，發(fā)現當氯化鈉的加入量與鎢酸鈉等摩爾時，所制備催化劑在可見光下4h能降解92wt％的RhB溶液。
　　(3)改變乙醇溶劑及其加入量。通過在前驅體溶液中添加溶劑乙醇及改變其含量，利用乙醇介質能夠增大空間位阻的性質，制備出具有不同孔性質的納米三氧化鎢。N2吸附-脫附表征表明，改變乙醇溶劑的加入量能夠可控合成不同比表面積(BET)的WO3。SEM結果表明，所制備納米三氧化鎢均為由納米片組裝而成的球形結構。提高

5、乙醇的加入量，納米片之間的縫隙加大，球形顆粒的凝聚效應變弱，說明乙醇有助于增大位阻。通過對比可見光下各催化劑的光催化性能，發(fā)現當乙醇占溶劑水體積的2.5％時，所制備催化劑可見光下4h能降解93wt％的RhB溶液。氧化物種探究實驗表明，光催化氧化物種的氧化能力從強到弱為:空穴＞超氧自由基＞羥基自由基。
　　本論文通過調控納米晶體生長的思路，制備了不同形貌結構、比表面積、孔結構的WO3光催化劑，它們均表現出良好的光催化活性。此外，通過