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六方相三氧化钨的制备及光催化性能研究

作　者: 尹翔
导　师: 李洁
学　校: 中南大学
专　业: 物理化学
关键词: 六方相三氧化钨水热法添加剂光催化降解
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

三氧化钨是一种重要的半导体材料,在有机污染物的降解、光解水等方面有着广阔的应用前景,而实现三氧化钨优良的性能依赖于特殊的结构与形貌。因此,研究不同因素对三氧化钨结构、形貌以及光催化性能的影响具有重要的意义。本文利用水热法,研究了一价阳离子草酸盐为添加剂对三氧化钨结构与形貌的影响。研究发现,当阳离子为Li+、Na+时,易生成棒状六方相三氧化钨；当阳离子为K+、NH4+时形成六方相三氧化钨纳米线,并聚集成带有孔道的网状结构；当添加剂阳离子为Ru+、Cs+时,得到片状六方相三氧化钨；当添加剂阳离子为H+时,得到片状单斜相三氧化钨。结果表明,随着碱金属阳离子半径的增大,纳米三氧化钨的形貌由一维纳米线向二维纳米片转变；随着碱金属阳离子电负性增加,三氧化钨晶体生长越完全,并引起三氧化钨从六方相到单斜相的转变。以光催化降解亚甲基蓝溶液为模型,首先考察了晶型对光催化性能的影响,研究发现六方相三氧化钨光降解效率在30.0%以上,大于单斜相三氧化钨的光降解效率(21.4%)。本文进一步考察了不同形貌对六方相三氧化钨催化性能的影响,结果表明：当添加剂为K2C204时,由于三氧化钨聚集成网状结构,比表面积为93.73 m2/g,光降解效率最大,达到74.5%；同时发现,纳米棒的光降解效率在44.5%左右,大于纳米片的光降解效率(32.0%左右)。以乙二胺四乙酸二钠和左旋酒石酸钠为添加剂,分别制备了形貌较为少见的针状以及碟状的三氧化钨。以酒石酸为添加剂,考察了分子手性对光催化性能的影响。通过光吸收性能分析,左旋酒石酸为添加剂制备的三氧化钨光降解效率大于右旋酒石酸。此外,研究了水热温度与水热时间对制备六方相三氧化钨的影响,得到结论：三氧化钨晶体的生长随着水热温度的升高而更加完全,晶粒尺寸变大,其对亚甲基蓝溶液光降解效率降低；同样,时间的延长有助于三氧化钨晶体的进一步生长,但其对亚甲基蓝溶液光降解效率有所下降。

六方相三氧化钨的制备及光催化性能研究

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