电化学模板法制备Pt-WO_3纳米线有序阵列

通过恒电势共沉积的方法,用银作为导电基底的多孔阳极氧化铝膜(Al2O3/Ag)为模板制备了PtWO3纳米线有序阵列。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线分析(EDAX)对纳米线进行了表征。结果表明,纳米线呈直立状态,直径约为30nm,纳米线中Pt和W的质量比为m(Pt)∶m(W)=19.6∶1,原子的量比为n(Pt)∶n(W)=18.5∶1。这种PtWO3纳米线有序阵列具有很大的比表面积,可用于有机小分子的电催化氧化。

Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)固体超强酸催化剂的制备及其异构化性能评价

在Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体超强酸中引入WO_(3)制备了Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)固体超强酸催化剂,采用N 2吸附-脱附、XRD、TPD、TPR和Py-IR等手段对所制备催化剂进行了分析表征;在5 mL连续固定床反应装置上,考察了WO_(3)含量对Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂作用下正己烷临氢异构化反应活性的影响。结果表明:WO_(3)的引入能够显著调节Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂中四方晶相ZrO_(2)含量、比表面积、孔体积、平均孔径和酸量等,使暴露在催化剂表面的活性中心明显增加;在反应温度240℃、反应压力2.0 MPa、体积空速1.0 h-1、氢气/正己烷体积比600的条件下,WO_(3)质量分数16%的Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂的异构化活性最高,正己烷转化率为82.27%,异构化率为81.32%,二甲基丁烷选择性为34.28%。

WO_(3)/Pt复合薄膜的制备及其光电催化性能

导电玻璃作为基底水热法生长了WO_(3)纳米棒,通过电沉积法改变沉积Pt的时间(40 s,80 s,120 s),以WO_(3)纳米棒为基底沉积得到不同的WO_(3)/Pt复合薄膜样品。通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜等测试手段将WO_(3)纳米棒薄膜和WO_(3)/Pt复合薄膜样品进行表征。结果表明成功制备了WO_(3)/Pt复合薄膜样品。漫反射结果显示WO_(3)/Pt复合薄膜与WO_(3)薄膜相比具有更强的光吸收。交流阻抗谱显示WO_(3)/Pt复合薄膜与WO_(3)纳米棒薄膜相比增强了电荷转移效率。利用光电流、光电催化对WO_(3)/Pt复合薄膜进行光电性能测试,结果表明WO_(3)/Pt复合薄膜相较于单一WO_(3)薄膜光电流活性更高和光电催化活性更强,并且沉积时间为80 s的WO_(3)/Pt复合薄膜显示最为优异的光电流和光电催化性能。同时,沉积时间为80 s的WO_(3)/Pt复合薄膜的光电催化性能优于其光催化和电催化性能。

对丙酮高气敏选择性的Pt纳米颗粒修饰的NiWO_(4)/WO_(3)异质结构纳米管

以聚苯乙烯(PS)纳米纤维为模板,采用简单的自组装法制备异质结构NiWO_(4)/WO_(3)(Ni/W)纳米管。采用超声混合法获得Pt修饰的NiWO_(4)/WO_(3)复合纳米管(Pt@Ni/W)。结果表明,气敏性能从高到低依次为Pt@Ni/W>Ni/W>WO_(3)。2%Pt@Ni/W-5纳米管在375℃时对100×10−6丙酮具有最高的响应值(58.4),分别是WO_(3)和NiWO_(4)/WO_(3)纳米管的10.6和1.53倍。此外,相比于乙醇、甲醛、甲醇、氨气和甲苯,2%Pt@Ni/W-5纳米管对丙酮显示出极高的选择性。Pt修饰的NiWO_(4)/WO_(3)纳米管对丙酮表现出良好的响应性和稳定性,这归因于NiWO_(4)/WO_(3)异质结构的形成和Pt纳米颗粒的溢出效应。

涂覆介孔型Pt/WO_(3)膜的光纤布喇格光栅氢气传感器

光纤布喇格光栅(FBG)因其响应速度快和准分布式测量等优势广泛应用于氢气测量领域。为进一步扩大氢气浓度测量范围,提出一种基于介孔型掺铂三氧化钨(Pt/WO_(3))粉末的FBG氢气传感器,并级联一个FBG传感头用以温度补偿。实验结果表明:将氢气浓度从0递增到32%,FBG的中心波长最大飘移量为320 pm,响应时间约为10 s,并且在0~14%氢气浓度范围内有较好的线性关系,灵敏度为11.69 pm/%H_(2),可以实现准分布的氢气浓度传感。

Cs_(x)WO_(3)/SiO_(2)复合气凝胶的结构调控及其吸附/光催化性能

为充分利用SiO_(2)气凝胶的优异吸附性能和Cs_(x)WO_(3)的光催化性能,通过一锅溶剂热法制备Cs_(x)WO_(3)/SiO_(2)复合气凝胶,并研究了贵金属Pt掺杂对其结构及吸附/光催化性能的影响。采用XRD、SEM、TEM和BET对制备的复合气凝胶进行晶相、微观结构和孔结构分析;通过傅里叶红外光谱仪分析复合气凝胶表面官能团;利用多功能光化学反应仪及紫外可见分光光度计测试其吸附/光催化性能。结果表明,复合气凝胶的主晶相为Cs_(0.20)WO_(3),且具有介孔结构,Pt掺杂有利于增强Cs_(x)WO_(3)/SiO_(2)复合气凝胶的光催化能力,对罗丹明B表现出较好的吸附/光催化活性。

Pt-WO_(3)纳米氢敏薄膜的制备及传感特性研究

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-WO_(3))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-WO_(3)薄膜,在体积分数5%的H_(2)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。

基于异丙醇填充和游标效应增敏的氢气传感器

采用高热光系数的异丙醇和平行连接结构,使基于Pt-WO_3敏感膜的法布里-珀罗氢气干涉仪灵敏度得到了大幅度提升。传感器的异丙醇腔由孔径126μm空心光纤和端面镀有银膜的单模光纤组成,结构紧凑且稳定。氢敏测试结果表明:干涉仪在0~2%(vol%)氢气浓度范围内的灵敏度为1.746 4 nm/%,响应速度快,重复使用性好。将两个具有微小腔长差的干涉仪通过2×2的耦合器平行连接,利用光学游标效应实现灵敏度放大,组合后的传感器达到了15.729 3 nm/%的高氢气灵敏度,并且两个干涉仪本身可以达到温度自补偿,大幅度降低了温度交叉敏感度。本文为制备灵敏度高、低成本、适用范围广的氢气传感器提供了一次有益的探索。