WO3·H2O纳米线阵列的制备及其光催化活性

制备了具有有序孔洞多孔阳极氧化铝(AAO),并以之为模板通过溶胶-凝胶法制备高度取向的WO3·H2O纳米线阵列,用X射线衍射、XPS、扫描电镜(SEM)和比表面积仪进行表征。结果表明:WO3·H2O纳米线线径与AAO模板的孔径一致,且分布均匀,线径为26 nm,线长为1.1μm;与相同条件下用玻纤布作载体制备的WO3·H2O膜相比,其平均晶粒小,低密度,高比表面积。将催化剂WO3·H2O/AAO与WO3·H2O/玻纤布两者分别对气相甲醛进行光催化降解反应以评价它们的光催化活性,得出WO3·H2O纳米线阵列光催化降解气相甲醛反应速率常数大约是WO3·H2O/玻纤布的3.4倍,说明以AAO为模板制备的WO3·H2O纳米线阵列具有更高的光催化活性。

草酸辅助制备WO_3/WO_3·H_2O粉体及光致变色性能

在草酸辅助下采用水热法制备WO_3/WO_3·H_2O粉体。主要探讨草酸用量对粉体形貌及光致变色性能的影响。XRD、SEM结果表明,草酸与钨酸钠摩尔比为0∶1和0.025∶1时,粉体为六方相WO_3,呈带刺微球状结构;摩尔比增大至0.075∶1和0.10∶1时,合成的粉体为正交相WO_3·H_2O,结晶度较高,呈纳米花状结构,由四方片叠加在一起形成。其中摩尔比为0.075∶1制备的纳米花结构完整,粒径分布均匀约3μm,四方片长约1.5μm,厚约160nm。光致变色性能最好,色差值为32.68。

Highly sensitive acetone gas sensor based on ultra-low content bimetallic PtCu modified WO3·H2O hollow sphere

Acetone is an important industrial raw material as well as biomarker in medical diagnosis.The detection of acetone has great significance for safety and health.However,high selectivity and low concentration(ppb level)detection remain challenges for semiconductor gas sensor.Herein,we present a novel sensitive material with bimetallic PtCu nanocrystal modified on WO3·H2O hollow spheres(HS),which shows high sensitivity,excellent selectivity,fast response/recovery speed and low limit of detection(LOD)to acetone detection.Noteworthy,the response(Ra/Rg)of WO3·H2O HS sensor increased by 9.5 times after modification with 0.02%bimetallic PtCu nanocrystals.The response of PtCu/WO3·H2O HS to 50 ppm acetone is as high as 204.9 with short response/recovery times(3.4 s/7.5 s).Finally,the gassensitivity mechanism was discussed based on gas sensitivity test results.This research will offer a new route for high efficient acetone detection.

Z-机制WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4复合材料的制备及其增强光催化活性和稳定性（英文）

Ag_3PO_4由于具有独特的活性而被广泛应用于光催化领域.然而,由于其光生电子和空穴的快速复合, Ag_3PO_4的光催化性能在几个循环之后显著下降,光腐蚀限制了它的实际应用.因此,亟需设计一种新型的复合光催化剂来抑制电子空穴对的快速复合.而Z型复合光催化剂可综合不同光催化剂的优点,克服单一光催化剂的缺点.Z方案体系使用两个窄带隙的催化剂取代宽带隙的光催化剂,从而可以捕获更多的光子.并且光催化剂的氧化还原反应分开进行,可以有效地防止电子和空穴的复合,从而大大提高复合光催化剂的性能.本文通过微波水热法和简单搅拌法成功地制备了Z机制WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4复合材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、N2吸附-解吸等温线、比表面积测定、紫外-可见光谱和光电流曲线等方法对WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4复合材料进行了表征.通过这些表征,我们确定了所研究的光催化剂物相高度匹配;确定了光催化剂的形貌:确定了复合光催化剂是复合物,而不是简单的混合物;确定了光催化剂中光生电子和空穴的结合、分离效率;研究了光催化剂的吸收边以及带隙.光催化降解测试发现, WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4复合材料在可见光下表现出优异的催化性能,这主要归因于WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4的协同作用.其中15%WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4的光催化活性最高,在4min内几乎将30m L20mol/L的次甲基蓝完全降解.并且,复合材料的稳定性也得到很大提升.经过5次循环反应后, 15%WO_3(H_2O)_(0.333)/Ag_3PO_4的降解效率仍可以维持在88.2%.相比之下,纯Ag_3PO_4的降解效率仅为20.2%.这表明添加WO_3(H_2O)_(0.333)可以显著提高Ag_3PO_4的耐光腐蚀性.最后,我们详细研究了Z-机制机理.在可见光照射下, Ag_3PO_4和WO_3(H_2O)_(0.333)的表面产生电子-空穴对.WO_3(H_2O)_(0.333)的光生电子首先转移到其导带,然后迁移到Ag_3PO_4的价带中与空穴结合.因此, Ag_3PO_4的光生电子和空穴被有效分离,光生电子连续转移到Ag_3PO_4的导带界面.这样, Ag_3PO_4的导带界面上积累了大量的电子,并且在WO_3(H_2O)_(0.333)的价带界面中积累了大量的空穴.在空穴的作用下,–OH与h^+反应生成·OH,·OH与污染物甲基蓝反应生成CO_2和H_2O.同时,大量的H^+和O_2与电子反应,在Ag_3PO_4的导带界面处产生H_2O_2.之后, H_2O_2与电子反应产生·OH,·OH与甲基蓝反应形成CO_2和H_2O.这样,光生电子和空穴连续分离,大大提高了光催化反应速度,最终催化剂的光催化活性得到极大的提高.

WO_3对V_2O_5/TiO_2-ZrO_2催化剂NH_3-SCR脱硝的影响

采用共沉淀法制备TiO_2-ZrO_2固溶体浸渍法负载WO_3和V_2O_5得到一系列V_2O_5-(x%)WO_3/TiO_2-ZrO_2催化剂。利用比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、原位漫反射傅里叶变换红外光谱(In situ DRIFTS)、程序升温脱附(NH_3-TPD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征技术,结合脱硝性能测试,研究催化剂的表面特性、微观结构及脱硝活性;同时针对优选出的脱硝性能较好的催化剂,研究SO_2和H_2O对其活性的影响。结果表明:WO_3的负载增强了催化剂孔隙结构的稳定性和Lewis酸的强度。当WO_3含量为9%时,催化剂的孔隙结构最稳定,表面-NH_2活性物种最多,NH_3的吸附量最大脱硝活性最高,在300~400℃的温度窗口平均保持在92%以上。而当烟气中同时含有SO_2和H_2O时,催化剂活性会显著下降,且中毒不可逆。

一步法制备含W介孔碳材料及其氧化脱硫性能研究

以钨酸钠为钨源,以乙二胺四乙酸二钠为碳源经过高温煅烧制备了含W的介孔碳材料,采用XRD、SEM、FT-IR、BET对含钨的介孔碳材料进行表征。结果表明,煅烧后介孔碳材料的表面形成了粒状含有结晶水的氧化钨(WO_3·H_2O)。相比于纯的介孔碳材料,含钨介孔碳材料的总比表面积减小。以含W介孔碳材料为催化剂,H_2O_2作为氧化剂,1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM][BF_4])离子液体作为萃取剂,组成萃取-催化氧化脱硫体系(ECODS)并研究其对模拟油中二苯并噻吩脱除效果。考察了氧化钨负载量、反应温度、H_2O_2加入量、催化剂用量、离子液体用量以及不同类型硫化物对二苯并噻吩脱除的影响。在最佳反应条件下,催化剂对二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、苯并噻吩(BT)、噻吩(TH)和真实汽油的脱除率分别达到98.6%、65.6%、61.2%、57.8%和64.3%。催化剂回收利用五次之后脱硫率略有降低,仍高达95.2%。