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1、半導(dǎo)體氧化物材料在光照下表面具有受激活化的特性,因此可以利用光能進(jìn)行有效氧化分解有機(jī)物、還原重金屬離子、殺滅細(xì)菌及消除異味。與傳統(tǒng)的方法相比,半導(dǎo)體光催化是一種低能耗技術(shù),具有條件溫和、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、不易形成二次污染、可重復(fù)使用等顯著優(yōu)點(diǎn)。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè),光催化氧化技術(shù)是未來(lái)污水治理的最佳方法之一,尤其是可見光驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體光催化劑的發(fā)展尤為引人注意。由于氧化鉬、氧化鎢都是n型金屬氧化物半導(dǎo)體,在電致變色器件、光致變色器件、信息存儲(chǔ)
2、與顯示、光學(xué)器件、傳感器、場(chǎng)發(fā)射器和催化等領(lǐng)域都有許多的應(yīng)用。本文通過(guò)水熱法和超聲波輔助化學(xué)合成法成功制備出了幾種重要的鉬、鎢氧化物納米材料,采用XRD、FESEM、TEM、FT-IR等表征手段研究了合成產(chǎn)物的形貌和微觀結(jié)構(gòu),闡明了合成參數(shù)對(duì)納米材料形貌和結(jié)構(gòu)的影響,探討了它們的生長(zhǎng)機(jī)理,并對(duì)它們的應(yīng)用展開了一定的研究。
1、通過(guò)水熱法成功地大量合成出了分級(jí)結(jié)構(gòu)的MoO2實(shí)心微球。微球的尺寸大小為1.5-3.5μm,由微小的納
3、米片或納米粒子組裝而成。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明一些反應(yīng)參數(shù)如還原劑 C6H8O7和礦化劑 Na2CO3的用量極大地影響了MoO2微球的生長(zhǎng)。在MoO2微球生長(zhǎng)時(shí)間演變的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,提出了取向聚集-奧斯瓦爾德熟化生長(zhǎng)機(jī)制。光催化實(shí)驗(yàn)表明,鎢燈輻照時(shí),在H2O2輔助下,MoO2微球?qū)到饬_丹明B具有較高的催化活性,有望用于現(xiàn)實(shí)中的廢水處理。
2、通過(guò)簡(jiǎn)易的水熱還原路線制備了單斜相分級(jí)MoO2空心微球,其尺寸范圍為1~2μm,球殼厚度約為15
4、0~300 nm。該MoO2空心微球是由不同的次級(jí)單元(納米球或納米片)組成的,而這些次級(jí)單元又是由許許多多的細(xì)小初級(jí)納米粒子自組裝而成的。N2吸附-脫附測(cè)試表明MoO2空心微球的介孔殼的孔徑為5~20 nm,比表面積為37.3 m2/g。提出了Ostwald熟化誘導(dǎo)中心空化演變過(guò)程,解釋了分級(jí)MoO2空心微球的形成機(jī)理。MoO2空心微球產(chǎn)品表現(xiàn)出一種快速且大量吸附去除廢水中Cr(VI)的性能,在廢水處理方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。此外,所制
5、備的MoO2空心微球具有高的比表面積和孔結(jié)構(gòu),能大大拓展其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,如催化、傳感器和能量存儲(chǔ)設(shè)備等。
3、采用溫和的水熱路線,通過(guò)控制AHM的用量,成功得到了正交相α-MoO3納米帶和單斜相MoO2微米車抽。α-MoO3納米帶的長(zhǎng)度和寬度范圍分別為100~400 nm和30~40 nm,沿[001]方向生長(zhǎng)。MoO2微米車軸是由無(wú)數(shù)個(gè)厚度為80~150 nm的納米條組裝而成的。根據(jù)紫外-可見光吸收光譜,所獲得的α-
6、MoO3納米帶和的MoO2微米車軸的帶隙能量 Eg值分別為2.90 eV和3.72 eV。研究了MoOx(MoO3和MoO2)的形成過(guò)程,并討論了它們的生長(zhǎng)機(jī)理。
4、在簡(jiǎn)單且綠色的水熱技術(shù)中,通過(guò)控制HCl(5%)的用量,分別得到了三維 MoO2納米片基微球和一維 MoO3納米帶、納米線。鹽酸的引入和用量在控制鉬的氧化物的結(jié)構(gòu)和形貌上起著非常重要的作用。根據(jù)紫外-可見光吸收光譜,所獲得的MoO2微球和MoO3納米帶、納米線的
7、帶隙經(jīng)估算分別為3.92 eV和3.06 eV。
5、通過(guò)簡(jiǎn)易的超聲波輔助化學(xué)合成路徑,成功地獲得了結(jié)構(gòu)和形貌可控的MoO3晶體(亞穩(wěn)相 h-MoO3六棱柱和穩(wěn)定相α-MoO3納米片基棒)。h-MoO3和α-MoO3的光學(xué)帶隙Eg的值經(jīng)估算分別為2.98 eV和2.84 eV。從亞穩(wěn)態(tài)h-MoO3到穩(wěn)定的α-MoO3的相轉(zhuǎn)變溫度為419℃。在基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了一種可能的MoO3晶體的生長(zhǎng)機(jī)理。與商業(yè)MoO3相比,所獲
8、得的h-MoO3和α-MoO3粉末均顯示出較高的光催化降解RhB的活性。此外,具有特殊形貌的h-MoO3和α-MoO3晶體的控制合成將值得進(jìn)一步研究其在其他領(lǐng)域如鋰電池、光致變色和光學(xué)器件的潛在應(yīng)用。
6、通過(guò)水熱法成功地制備了單斜相WO3納米片,納米片的平均厚度和長(zhǎng)度分別為70~170 nm和15~70μm。該WO3納米片的光學(xué)帶隙Eg的值為2.62 eV。討論了水熱反應(yīng)溫度和水熱反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成的WO3產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和形貌的影響
9、,并研究了其生長(zhǎng)機(jī)理。光催化實(shí)驗(yàn)表明,所得的單斜WO3粉末顯示出較高的對(duì)RhB的光催化性能。該溫和的水熱合成路線可能用于合理設(shè)計(jì)合成其它高性能的金屬氧化物。
7、采用超聲波輔助化學(xué)合成路徑合成了正交WO3·H2O納米片,經(jīng)煅燒處理,成功獲得了單斜相WO3,該單斜相WO3還保持了正交WO3·H2O納米片的形貌,WO3納米片的厚度和直徑范圍分別是8 nm~25 nm和300 nm~900 nm。通過(guò)光催化實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)所獲得的單斜WO
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