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脉冲激光沉积法制备的铁掺杂WO3薄膜的结构、形貌及光学特性
摘要: 在14.66 Pa氧压下,通过脉冲激光沉积法制备了不同衬底温度的铁掺杂氧化钨(Fe和WO3)薄膜,获得了具有不同形貌和晶体结构的样品。研究了衬底温度对薄膜表面形貌及晶相的影响。X射线衍射分析表明,根据退火和原位生长条件,晶相从γ-单斜相转变为γ-单斜相与六方相的混合相。扫描电子显微镜显示,原位生长和退火处理后的薄膜表面形貌从纳米针状结构逐步转变为纳米多孔结构,进而形成长纳米线与宽纳米带。能量色散X射线光谱分析了铁掺杂氧化钨薄膜原位生长及退火处理后的元素组成。拉曼光谱呈现了铁掺杂氧化钨薄膜的主要振动模式。随着衬底温度升高,薄膜的光学带隙逐渐减小。
关键词: PLD方法,三氧化钨,铁掺杂WO3,结构与形貌表征
更新于2025-09-23 15:21:01
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Ta3N5和WO3光诱导甲醇溶液产氢过程
摘要: 研究了去离子水和20%甲醇溶液中,有无Ta3N5、WO3及间接Z型结构Ta3N5/WO3催化剂时的产氢速率。在300 W氙灯照射下,这三种催化剂均能促进去离子水中的氢气生成。在甲醇溶液中,Ta3N5和WO3降低了产氢量,但Ta3N5/WO3使产氢速率显著提升七倍??杉庹丈湎?,三种催化剂的作用与全光谱照射时不同?;诓煌庹仗跫麓呋链嬖谑奔状挤纸庥胨乖木赫?,解释了这些差异化的产氢行为。
关键词: 三氧化钨,牺牲试剂,光催化产氢,甲醇,氮化钽
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种用于染料敏化太阳能电池的新型电化学制备复合对电极
摘要: 本文提出了一种用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)的新型对电极。采用循环伏安法在氧化铟锡基底上沉积聚苯胺(PANi)、三氧化钨(WO3)及其复合材料作为对电极,其性能达到并与铂对电极相当甚至更优。这一卓越成果源于所制备材料的高导电性和电催化特性。通过场发射电子显微镜、循环伏安法、塔菲尔分析、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、能量色散光谱、电化学阻抗谱和电流-电压分析,分别研究了材料的形貌、电催化性能、键合结构、电荷转移特性及光伏特性。采用WO3/PANi纳米复合对电极制备的最佳DSSC器件效率达6.78%,较铂基DSSC提升了12.4%。
关键词: 对电极,三氧化钨,循环伏安法,复合材料,染料敏化太阳能电池,聚苯胺
更新于2025-09-23 15:19:57
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多孔玫瑰状WO3的形成机制及其光响应与稳定性研究
摘要: 三氧化钨(WO3)材料在光催化和电催化领域应用广泛。本研究采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)调控化学浴沉积制备过程中H2WO4的生长。制得的H2WO4材料呈现玫瑰花状形貌,经退火后获得的WO3样品具有多孔结构并存在氧缺陷。通过XRD、SEM、TEM、XPS等多种手段对样品进行表征,并基于表征结果提出了可能的生长机制。SDBS的添加促使大量H2WO4晶核同步生长,从而实现均匀分布。与常规WO3相比,所制备的多孔玫瑰花状WO3表现出更强的光腐蚀稳定性和更窄的带隙。
关键词: 多孔、光催化、电催化、氧缺陷、三氧化钨、十二烷基苯磺酸钠
更新于2025-09-23 15:19:57
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三氧化钨(WO<sub>3</sub>)薄膜吸收体用于铒激光器产生调Q脉冲
摘要: 本文报道了一种由过渡金属氧化物(TMO)嵌入聚乙烯醇(PVA)制成的新型被动可饱和吸收体(SA)。将三氧化钨(WO3)-PVA SA置于掺铒光纤激光器腔内,产生工作波长为1562.82 nm的调Q脉冲。该脉冲激光器在泵浦功率阈值40 mW时开始出现,并持续存在于最大泵浦功率195 mW范围内。在此泵浦功率区间内,其脉冲能量、重复频率和脉宽分别变化于98至142.85 nJ、29.86至56.7 kHz以及5.032至1.85 μs之间。脉冲序列稳定,信噪比达70 dB。这是首次利用此类SA实现调Q激光器的报道。
关键词: 可饱和吸收体、三氧化钨、调Q、掺铒光纤激光器
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于三氧化钨纳米立方体的超灵敏硫化氢气体传感器(工作温度低)
摘要: 通过Na2WO4·2H2O酸化法合成了具有纳米立方体形貌的WO3纳米结构,其物相和形貌分别采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征。研究结果表明,该纳米立方体WO3制备的传感器可检测330 ppb的H2S浓度,远低于10 ppm的阈值限值。与其他研究成果相比,该纳米立方体WO3传感器对H2S表现出更高的灵敏度、优异的选择性以及更快的响应/恢复特性。特别值得注意的是,该纳米立方体WO3检测H2S的最佳工作温度为100℃。
关键词: 硫化氢、气体传感器、纳米材料、三氧化钨
更新于2025-09-22 13:18:53
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增强型光电催化降解双酚A并同步在盐水中生产过氧化氢的废水处理
摘要: 盐水中有机污染物的降解一直是环境修复面临的挑战。本研究构建了一个双室电解池,可同步实现盐水中有机污染物(双酚A,BPA)的降解与过氧化氢(H2O2)的制备。阳极室采用氯离子(Cl?)作为介质、WO3光阳极作为自由基引发剂,设计出新型太阳光驱动系统。在光照条件下,WO3光阳极产生的光生空穴促进Cl?转化为活性氯物种,从而加速BPA氧化。结果表明:将pH提升至10.8或Cl?浓度增至200 mM时,BPA去除效果显著增强——在此条件下,120分钟内92%的BPA被降解为CO2和H2O。阴极室采用新型多巴胺修饰碳毡(CF-DPA)电极制备H2O2,在最优条件下可获得5.4 mM的高浓度产物。电化学分析表明,多巴胺修饰促进了电子转移并增强了双电子氧还原反应,从而提高了H2O2产率。
关键词: 三氧化钨,过氧化氢,光电催化,多巴胺,有机污染物,含盐废水
更新于2025-09-23 07:04:27
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Fe3O4–WO3–CQD多功能体系的合成与光催化活性
摘要: 本工作以柠檬酸为添加剂,采用共沉淀法制备了超顺磁性Fe3O4纳米晶。构建了Fe3O4-WO3-碳量子点(CQD)金属氧化物多孔结构并进行表征分析。当柠檬酸添加量为22.7 wt%时,Fe3O4纳米晶的比饱和磁化强度达52.567 emu/g,Fe3O4-WO3复合结构团聚成直径约200 nm的球体。所构建的Fe3O4-WO3-CQD金属氧化物多孔结构比表面积为166.78 m2/g。在罗丹明B溶液(20 mg/L)吸附降解实验中,Fe3O4-WO3-CQD体系经60分钟暗处理后染料脱色率达54.42%,光催化240分钟后脱色率提升14.17%至65.56%,表明复合过程提升了样品的光催化性能。结果表明Fe3O4-WO3-CQD复合结构在有机污染物光催化降解领域具有重大应用潜力。
关键词: 光催化、四氧化三铁纳米颗粒、碳量子点(CQD)、三氧化钨
更新于2025-09-23 19:40:57
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可见光驱动下非晶态FeOOH耦合m-WO3实现甲烷选择性氧化制甲醇
摘要: 在常温常压下直接将甲烷转化为高附加值燃料或化学品仍是一项重大挑战。构建太阳能驱动的催化体系被视为可行策略,但转化效率与产物选择性(尤其是醇类衍生物生产)仍较低。本研究以KIT-6硅胶为硬模板,合成了由有序介孔三氧化钨(m-WO3)与高度分散非晶态羟基氧化铁(FeOOH)组成的FeOOH/m-WO3系列催化剂,用于提升甲烷部分氧化制甲醇的光催化活性。在过氧化氢存在下,最优1.98% FeOOH/m-WO3催化剂展现出显著提升的可见光催化选择性氧化甲烷性能,其甲烷转化率达238.6 μmol·g?1·h?1(是原始m-WO3的3倍,79.2 μmol·g?1·h?1)。经4小时可见光照射,该最优催化剂甲醇产率达211.2 μmol·g?1·h?1且选择性达91.0%。原位XPS分析、瞬态光电流响应及光致发光光谱证实:m-WO3导带向高分散FeOOH的高效电子迁移是甲烷转化率与甲醇产量大幅提升的关键。自由基捕获实验与电子自旋共振(ESR)结果表明:甲烷主要通过m-WO3价带累积的光生空穴活化生成甲基自由基(·CH3),而FeOOH表面光电子分解过氧化氢产生的羟基自由基(·OH)是甲醇生成的主要氧化剂,二者通过自由基反应选择性生成目标产物甲醇。
关键词: 三氧化钨、甲烷、甲醇、可见光驱动、非晶态羟基氧化铁
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于极性载流子产生电场的超灵敏纸基光电化学传感平台
摘要: 电子-空穴对的高效分离对提升纸基光电化学(PEC)生物分析性能至关重要。本研究开发了一种简单而有效的策略,通过引入经典钙钛矿铁电材料BaTiO3(BTO)产生的极性载流子?。≒CC)来调控光生电子与空穴的有效分离。将该材料插入n型WO3纳米片与p型Cu2O之间(构成WO3纳米片/BTO/Cu2O结构),使光电极获得可持续的PCC电场作为驱动力,从而实现PEC生物分析中载流子定向分离(DSCC)策略。该持久PCC电场能分别吸引Cu2O的电子和WO3的空穴,调控载流子定向迁移,在高效电子-空穴对分离基础上增强PEC光电流,实现超灵敏定量检测。相较于WO3纳米片/Cu2O和纯WO3纳米片光电极,极化后的WO3纳米片/BTO/Cu2O光电极光电流密度分别提升1.7倍和10.9倍。得益于此,获得的高光电流密度显著提升了PEC生物分析灵敏度。最终实现对模型物前列腺特异性抗原(PSA)的超灵敏检测,线性范围达0.1 pg/mL-50 ng/mL,检测限低至0.036 pg/mL。本研究阐明了铁电材料诱导极化电场调控电荷分离的作用机制,为构建高性能纸基PEC生物分析提供了策略依据。
关键词: 三氧化钨、钛酸钡、PSA(前列腺特异性抗原)、光电化学、氧化亚铜、铁电体、生物分析
更新于2025-09-19 17:13:59