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oe1(光电查) - 科学论文

32 条数据
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  • 采用磁控溅射氧化钨（WO<sub>3</sub>）和Nafion膜的电致变色器件：不同氧化钨厚度下的性能表现——一份报告

    摘要： 电致变色技术是通过智能窗户实现节能与室内气候控制的新兴技术。本研究报道了一种四层电致变色器件：ITO（400纳米）/商用Nafion膜（183微米）/WO3（44至200纳米）/ITO（400纳米）。该电致变色器件的有效面积为3平方厘米。氧化钨（WO3）和ITO薄膜通过反应式直流磁控溅射在室温（300K）下沉积，ITO方阻为20欧姆/□。初始沉积的WO3薄膜呈非晶态，在可见光光谱范围内具有高透光率（75%-85%）。其光学带隙随WO3薄膜厚度增加而减小。该电致变色器件的着色效率（CE）随WO3层厚度增加而提升——当WO3厚度为200纳米时，CE达到184平方厘米/库仑，这是目前混合电致变色器件报道的最高值。我们首次通过将比尔-朗伯定律推导的着色效率公式中的表面电荷密度（Q/A）替换为体积电荷密度（Q/A*t），解释了着色效率随厚度增加的现象。

    关键词： 着色效率、电致变色、Nafion和磁控溅射、氧化钨

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 通过抑制光腐蚀的CdS/WO?/CdWO?三组分光催化剂实现可见光驱动的全水分解

    摘要： 可见光下光催化分解水作为解决能源枯竭问题的一种可能方案备受关注。迄今为止，水分解通常使用多种氧氮化物、氧硫化物和氮化物实现，仅有少数研究报道以硫化镉（CdS）为光催化剂进行水分解。其主要原因是CdS会发生光腐蚀。本研究采用CdS/WO3/CdWO4三组分复合光催化剂实现了可见光下的全水分解。该过程中，通过WO3和CdWO4覆盖抑制了CdS的光腐蚀，氧化反应则通过Z型光催化反应在WO3中推进。

    关键词： 钨酸镉、氧化钨、光腐蚀、水分解、硫化镉、Z型机制

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 一种聚苯胺修饰的三维W18O49复合材料用于全太阳光谱光驱动高选择性N2的硝酸盐光催化去除

    摘要： 利用太阳能进行光催化是去除亚硝酸盐最具前景的绿色技术。然而，有效的光催化性能常受限于光吸收能力不足、昂贵贵金属的使用以及副产物（硝酸盐和铵盐）的产生。本研究首次报道了一种全太阳光响应的聚苯胺修饰三维W18O49复合材料（PANI@W18O49），这种无贵金属光催化剂对水中亚硝酸盐去除具有优异的光催化活性和极高的N2选择性。通过XRD、拉曼、FTIR、SEM、TEM、UV-vis DRS和PL对制备样品进行了全面表征。催化结果表明，在300 W氙灯照射60分钟且不使用牺牲剂的条件下，PANI@W18O49对初始浓度1.0 mM的亚硝酸盐实现了超过80%的N2选择性。这一优势归因于n型W18O49与p型PANI之间构建的内建结，为NO2?反应提供了适宜的电子-空穴对氧化还原能级。PANI的修饰还提升了光捕获能力和载流子迁移效率，计算得出PANI@W18O49的反应速率常数约为W18O49的四倍。本研究不仅制备了具有应用前景的光催化剂，还为提升亚硝酸盐处理中的光催化活性和N2选择性提供了新思路。

    关键词： 亚硝酸盐、聚苯胺、氧化钨、全太阳光谱光驱动、光催化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氧化钨、氧化锡及锡掺杂氧化钨薄膜对丙酮气体的气敏性能比较研究

    摘要： 目前，多种金属氧化物薄膜被用于气体传感领域。本研究对比了四种不同金属氧化物薄膜（二氧化钨(WO?)、三氧化钨(WO?)、二氧化锡(SnO?)及锡掺杂三氧化钨(Sn掺杂WO?)）对丙酮气体的传感性能。通过让各薄膜接触不同浓度的丙酮气流并计算相应电阻变化，结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等表征手段及电阻变化记录的气敏特性测试，发现：经500°C退火处理的WO?与WO?、300°C退火的SnO?及400°C退火的Sn掺杂WO?均获得最佳传感晶粒尺寸；XRD图谱显示形成正交相WO?、六方相WO?和正交相SnO?，AFM与SEM清晰呈现薄膜晶界形貌。其中SnO?对丙酮气体的传感性能最优，其最佳工作温度为360°C，可检测1.5ppm极低浓度丙酮并产生30%的显著电阻响应变化。研究系统检测了1.5ppm至20ppm梯度浓度的丙酮气体并完成性能对比，测得SnO?的响应时间约3分钟，恢复时间约4分钟。

    关键词： 氧化钨、丙酮气体检测、地形学、氧化锡、金属氧化物薄膜、表面计量学、气体传感、锡掺杂氧化钨

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种合成纳米结构WO3及石墨烯/WO3纳米复合材料的新方法：结构与形貌研究

    摘要： 基于纳米结构金属氧化物的纳米复合材料因其优异且显著的特性而备受关注。本研究开发了一种新方法，以碳化钨(WC)和石墨为前驱体制备氧化石墨烯(GO)/三氧化钨(WO3)纳米复合材料。通过原位与非原位化学途径结合后续500°C热处理制备GO/WO3纳米复合材料。采用多种技术表征样品，证实了WC向WO3纳米结构的转化及其与碳纳米结构复合材料的形成。X射线衍射(XRD)分析表明：非原位制备的GO/WO3中WO3纳米颗粒即使与GO相互作用后仍保持单斜晶系的精细结晶；而原位制备过程中在石墨存在下生长出不同相态的WO3。扫描电子显微镜(SEM)图像显示WO3纳米结构呈棒状形态并均匀分布在还原氧化石墨烯(RGO)纳米片上。傅里叶变换红外(FTIR)光谱证实了各组分间的相互作用与电荷转移。实验结果验证了该方法的可行性，为制备G/WO3纳米复合材料应用于多个领域开辟了有前景的途径。

    关键词： 石墨烯，混合纳米复合材料，氧化钨

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种通过磁控反应溅射制备的具有前景的CuOx/WO3 p-n异质结薄膜光阴极

    摘要： 基于p-n异质结的CuOx/WO3薄膜被提出作为高性能且稳定的光阴极。该CuOx/WO3薄膜通过磁控反应溅射逐层沉积，随后在O2环境中进行慢速退火。这是一种在大面积上以高生长速率制备高质量均匀复合薄膜的优异方法。经过在O2中500°C慢速退火优化的CuOx/WO3薄膜光阴极，在-0.5V（相对于Ag/AgCl）偏压下显示出显著增强的光诱导电流密度-3.8mA cm-2，该数值是裸露CuOx薄膜的1.5倍。这种高度增强的光电化学性能归因于p-n异质结，它加速了光生电子和空穴分别向n-WO3和p-CuOx转移，从而促进了光生载流子的分离。此外，覆盖在CuOx薄膜表面的WO3层可以提高Cu2O在电解质中的稳定性。

    关键词： p-n异质结，氧化钨，光电化学，氧化铜，磁控反应溅射

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 气溶胶辅助化学气相沉积（AACVD）法合成掺杂多壁碳纳米管（MWCNT）的纳米结构花椰菜状氧化钨图案

    摘要： 我们首次报道了在400°C下通过气溶胶辅助化学气相沉积法，以六羰基钨和多壁碳纳米管为前驱体、甲苯为溶剂，在石英玻璃基底上制备的纳米结构氧化钨（WO）花椰菜状薄膜。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光谱以及四探针法对薄膜的微观结构、光学及电学性能进行表征。表面形貌显示纳米花椰菜状结构生长后伴随高角度晶界球形纳米颗粒的团聚。结构分析表明晶体相从三斜晶系转变为四方晶系，(020)晶面优先转变为(001)晶面，并在700-900 cm-1区间出现W-O-W对称振动特征峰（掺杂导致该特征略有扰动）。此外，由于多壁碳纳米管在晶界处团聚及高掺杂比例下钨与碳纳米管离子半径失配引发的"纳米裂纹"，薄膜电阻率呈现15-109 Ω·cm的不规律变化。黑色薄膜在300-400 nm波段光学透过率下降，这归因于多壁碳纳米管引入的陷阱位点和缺陷。多壁碳纳米管掺杂导致的费米能级分裂使带隙能量增至3.18 eV范围，这种特性使其在氧化钨基新材料体系中兼具光捕获与储能功能。

    关键词： 薄膜、氧化钨、纳米花椰菜、气溶胶辅助化学气相沉积

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于氧化钨的氧气检测传感器

    摘要： 本文报道了基于氧化钨的化学电阻式传感器的研发，该传感器用于监测干燥和潮湿空气中低温（T ≤ 400 °C）条件下的氧气。通过旋涂法与光刻工艺相结合的方式，我们将传感器沉积在氧化铝基底上以界定感测区域。结果表明，在0至20%的浓度范围内，传感器呈现线性响应关系，且对氧气具有高灵敏度。在350°C时观察到最高响应值（潮湿空气中ΔR/Ra = 7.8，干燥空气中ΔR/Ra = 18）。这一结果较我们先前实验有显著提升，我们认为这使金属氧化物基氧气传感器的概念更趋完善。

    关键词： 金属氧化物、氧化钨、氧气检测、湿度影响

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 二维八面体分子筛h'-WO3的结构与电致变色性能

    摘要： 八面体分子筛（OMS）由过渡金属-氧八面体构成，这些八面体围成亚纳米级空腔。与其他微孔固体相比，由于过渡金属具有多种氧化还原态和磁行为，OMS展现出更优异的性能多样性。因此，只要满足两个条件——微孔内离子快速交换和交换过程中的结构稳定性，OMS就能应用于电化学能量转换装置（包括电池、电化学电容器和电致变色系统）。本研究揭示了一种新型六方晶型氧化钨八面体分子筛h'-WO3，其由(WO6)6隧道空腔构成。通过一步软化学水溶液法制备氢青铜相h'-H0.07WO3，经温和加热后获得骨架结构保持的h'-WO3。该材料兼具一维晶体结构与二维纳米结构的独特组合特性，能增强并加速质子（脱）插层过程，从而提升电致变色器件的稳定性。这一发现为开发具有可调变行为的混合价态功能材料开辟了新途径。

    关键词： 氧化钨，电致变色，八面体分子筛，质子插入，纳米结构

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 具有增强光催化活性的分层片状WO3/g-C3N4复合材料的制备

    摘要： 通过简单的煅烧法，以酸处理的SrWO4/g-C3N4为前驱体，成功制备出新型层状片-片组装的WO3/g-C3N4（WOCN）复合光催化剂。形貌观测显示，WO3纳米片紧密锚定在g-C3N4纳米片表面形成层级纳米结构。在模拟太阳光照射下，该WOCN复合材料对罗丹明B（RhB）的光催化降解活性显著优于纯g-C3N4和WO3。当WO3质量分数为34.6%时，其最佳光催化活性分别是纯WO3和g-C3N4的6.5倍和3.0倍。这种增强的光催化性能归因于层级异质结构的形成：更大的比表面积、更优的可见光吸收能力、抑制光生电子-空穴对的复合以及提升的载流子分离效率。根据活性物种捕获实验，提出了Z型光催化机理。

    关键词： 石墨相氮化碳，光催化降解，氧化钨，分级异质结构，钨酸锶

    更新于2025-09-23 15:21:21