1 太原学院 材料与化学工程系，山西 太原 030032
2 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
为了实现在无外加电源情况下对紫外光的长时间探测，基于WO3纳米片制备了具有自供能特性的紫外探测器。采用水热法在FTO玻璃衬底上成功制备了WO3纳米片阵列，并通过SEM、XRD等手段对样品进行分析，研究结果显示，长度约为2 μm、厚度约为200 nm的单斜相WO3纳米片均匀致密地生长并覆盖在整个衬底表面。制备的WO3纳米片的光吸收范围集中在紫外波段，对330~440 nm的光具有强的吸收能力。以WO3纳米片为工作电极制备了紫外探测器，测试结果表明，WO3纳米片紫外探测器能够在无外加偏压的情况下有效探测紫外光，且具有自供能特性。探测器的光电性能表现出高光响应电流（约为171 μA）和快速响应特性（上升时间约为25.7 ms，下降时间约为38.7 ms），并在多次紫外光开/关下保持良好的稳定性与重复性。
紫外探测器 三氧化钨 纳米片 水热法 ultraviolet detector WO3 nanosheets hydrothermal method 光学 精密工程
2023, 31(13): 1871
1 中北大学化学与化工学院, 太原 030051
2 中国环境科学研究院, 北京 100012
3 太原理工大学环境科学与工程学院, 太原 030024
国家高度重视新污染物治理, 抗生素作为重点管控新污染物, 其去除技术受到广泛关注, 基于光催化降解抗生素的水处理技术成为研究热点。采用水热法制备了WO3, 并采用室温沉淀法成功构建了S型异质结BiOBr/WO3光催化剂。与BiOBr和WO3相比, S型异质结的形成提高了光催化活性, 降低了光生电子空穴对复合率, 其中质量分数为20%的BiOBr/WO3复合材料光催化性能最好, 在120 min内对环丙沙星的降解率可达94.93%。电子自旋共振和自由基捕获实验表明·O2-是光催化降解中的主要活性组分。高效液相色谱-质谱联用仪检测结果表明降解过程中产生了6种中间体, 并最终矿化为CO2、H2O和其他无机离子。
三氧化钨 溴氧化铋 环丙沙星 光催化 S型异质结 tungsten trioxide bismuth oxybromide ciprofloxacin photocatalytic S-scheme heterojunction
上海电力大学电子与信息工程学院，上海 200120
采用钨粉过氧化聚钨酸法制备三氧化钨溶胶，并掺杂氯铂酸。采用旋涂法制备含有铂的氢致变色三氧化钨（Pt-WO3）纳米薄膜。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和X射线能谱分析等方法分析薄膜的性质，测试结果表明：薄膜为非晶态；薄膜表面平整，没有凸起及裂痕，金属单质铂均匀分布在薄膜表面；薄膜表面均匀分布着三氧化钨分子，呈疏松多孔结构。搭建透射式光纤氢气传感系统，当氢气分子存在时，掺杂铂的三氧化钨薄膜在铂的催化下发生化学反应，进而改变薄膜的折射率，通过测试透射光强变化情况反演氢气浓度。研究结果表明，匀胶机转速为3100 r/min、旋涂时间为60 s、退火温度为400 ℃、退火时间为60 min的条件下制备的Pt-WO3薄膜，在体积分数5%的H2下通氢响应时间约为62 s，通氢前后信号响应幅值变化率约为91.54%，并且该薄膜具有良好的重复性和稳定性。
薄膜 光纤氢气传感 铂-三氧化钨 氢敏薄膜 溶胶凝胶 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0731001
1 安徽工程大学, 安徽芜湖 241000
2 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心, 安徽合肥 230031
利用酸辅助一锅法合成了形貌均一的三氧化钨方形纳米片。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外漫反射吸收光谱(UV-DRS)对材料的形貌结构和均一性进行表征。由X射线光电子能谱分析(XPS)与X射线衍射(XRD)对材料中的元素和价态表征可知, 成功制备了三氧化钨纳米片, 并发现其表面具有一定的氧缺陷。将该材料作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)基底, 对不同浓度结晶紫(CV)进行了检测, 并经统计计算得到了917 cm-1处特征峰的相对标准偏差(RSD)值为16.13 %, 表明该基底具有较高的重复性。
三氧化钨 表面增强拉曼散射 基底 氧缺陷 Tungsten trioxide Surface-enhanced Raman scattering Substrate Oxygen defects
1 北方民族大学材料科学与工程学院，银川 750021
2 北方民族大学化学与化学工程学院，银川 750021
以钨酸(H2WO4)为钨前驱体，十二烷胺(DDA)为模板剂，利用模板剂的结构导向功能，合成了比表面积为57.3 m2·g-1的介孔三氧化钨(DDA-WO3)，是未用DDA制备的非介孔WO3(H2WO4-WO3)的2.35倍。X射线衍射(XRD)结果表明，400 ℃下煅烧的DDA-WO3是具有单斜晶型结晶孔壁的无序介孔结构。此外，400~550 ℃下煅烧的DDA-WO3的结晶度均高于同条件的H2WO4-WO3。400 ℃下的DDA-WO3/FTO(掺氟氧化锡)在1.0 V的Ag/AgCl偏压作用下，可以产生0.18 mA·cm-2的饱和光电流,是H2WO4-WO3/FTO(0.06 mA·cm-2)的3倍。增强的光电化学(PEC)活性主要因为DDA-WO3/FTO的大表面积降低了低结晶度对PEC性能的不利影响，成为影响PEC活性的主要因素。500 ℃煅烧导致了DDA-WO3/FTO介孔结构的坍塌，但高的结晶度仍然保持其优越的PEC催化活性。
介孔结构 模板 三氧化钨 光阳极 光电化学性能 mesoporous structure template WO3 photoanode phototelectrochemical performance
武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
以钨酸钠为钨源, 硝酸钕为钕源, 加入硫酸钾作为矿化剂, 在120℃条件下通过水热法成功合成了六方相钕掺杂三氧化钨纳米粉.采用X射线衍射、扫描电镜和X射线光电子能谱分别对掺杂纳米粉的物相、形貌和掺杂成分进行了研究.结果表明, 钕离子成功掺杂进入三氧化钨晶格当中, 使一部分钨离子转为+5价, 从而使电子从价带激发到导带并且增加了光生电子-空穴对的数量, 导致其对激发光具有更大的吸收能力, 光致变色性能也得到了较大的增强.在钕离子掺杂浓度为5.63%时, 材料的光致变色性能最好, 其色差值为纯三氧化钨色差值的13倍.
稀土掺杂 光致变色材料 水热法 六方晶相 三氧化钨 Tungsten oxide Powder Rare earth ions doping Photochromism Hydrothemal methods
华南理工大学 材料科学与工程学院, 高分子光电材料与器件研究所,发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
“智能窗”大规模推广顺应可持续发展潮流, 三氧化钨(WO3)是生产“智能窗”的一种重要电致变色材料, 但调控WO3薄膜电致变色性能机制仍待进一步研究。采用旋涂法制备WO3薄膜, 重点研究了溶液浓度和旋涂次数对调控WO3薄膜电致变色性能的影响。通过表面轮廓仪测量薄膜厚度, X射线衍射(XRD)测量薄膜结晶情况, 原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析薄膜表面形貌, 光谱仪测量薄膜初始态、着色态和褪色态的透射率。实验结果表明, 随着溶液浓度增加(0.2~1.0 mol/L), 薄膜厚度从9.7 nm增加到33.3 nm,透射率调制能力从0%提升到37.0%; 多次旋涂薄膜厚度线性增长, 线性拟合优度(R2)达0.98, 5次旋涂后透射率调制能力达51.3%。改变溶液浓度和旋涂次数都是调控薄膜透射率调制能力的有效手段, 精准调控薄膜透射率调制能力对设计不同应用场景的电致变色器件具有重大意义。
薄膜 三氧化钨 旋涂法 表面形貌 厚度 电致变色 thin film tungsten trioxide spin-coating surface morphology thickness electrochromism
1 常州亚玛顿股份有限公司光电玻璃省重点实验室, 江苏 常州 213000
2 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心, 江苏 常州 213000
以偏钨酸铵为钨源,Pluronic F127为配位聚合物,在FTO导电玻璃上制备了WO3薄膜,研究了配位聚合物含量对WO3薄膜电致变色性能的影响。实验结果表明,制备的WO3薄膜属于立方晶相;随着Pluronic F127含量的增大,WO3薄膜表面粗糙度增大,电荷容量先增大后减小;当Pluronic F127的含量为26%时,WO3薄膜的电荷容量最大,电致变色性能最好,可见光区域的透光率光学调制范围达到62.68%,光学密度差达到0.864,且着色态的太阳能总透射率低于褪色态的,制备的薄膜具有较好的节能效果。
材料 薄膜 聚合物前驱体 三氧化钨 电致变色性能 电荷容量
1 华南理工大学 材料科学与工程学院 发光材料与器件国家重点实验室 高分子光电材料与器件研究所, 广州 510640
2 华南农业大学 电子工程学院, 广州 510642
讨论了基本的EC器件结构设计、被广泛应用的阴极氧化物材料(WO3)的结构以及改善其性能的一些方法和新型固体电解质材料。最后, 对EC器件的未来发展做了展望。
溶液法 电致变色器件 三氧化钨 纳米结构 固体电解质 solution process electrochromic device Tungsten oxide nanostructure solid-state electrolyte
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室,显示材料与技术广东省重点实验室,广州,510275
2 中山大学测试中心,广州,510275
本文利用拉曼光谱技术对氧化钨纳米线结构随激光功率改变而变化的情况进行了研究.研究结果表明氧化钨纳米线在一定功率的激光照射下被氧化成了三氧化钨纳米线;随着激光功率的进一步增大,纳米线温度进一步升高,三氧化钨纳米线由开始的单斜相向正交相结构过渡.实验证实三氧化钨纳米线的相变过程是可逆的,而之前的氧化过程是不可逆的.
氧化钨纳米线 三氧化钨纳米线 拉曼光谱 结构相变
