在金屬鎢片上直接生長三氧化鎢薄膜

三氧化鎢作為分解水產生氫的催化材料,具有光電雙響應效應、穩定、光開啟電壓低、產氫效率高等優點,此外也是一種很好的電致變色材料。

目前三氧化鎢薄膜的製備主要採用電子束蒸發、磁控濺射、溶膠凝膠技術。前兩種成膜技術需要昂貴的設備(磁控濺射儀、電子束蒸發儀),成本高、成膜速率低;溶膠凝膠法成膜相對來說設備簡單,成本低,但此方法耗時長,可重複性差,膜與基底的附著性也欠佳,不易大面積成膜。因此,要以三氧化鎢作為光電催化劑分解水制氫來實現低成本、高效的產氫技術,就必須降低催化材料的製備成本,可大面積製備且均勻性好,更重要的是製備工藝的可重複性高,便於產業化生產。

三氧化鎢薄膜圖片

有學者採用直接生長法在氧氣氛圍中的金屬鎢片上直接氧化生長三氧化鎢膜,這種方法工藝操作方便,所需設備簡單,大大降低了成本,成膜速率也較高。其具體操作為:

第一步驟,將金屬鎢片置於真空真空管式爐的恒溫區中;

第二步驟,以8-12℃/min的升溫速率將管內溫度升高到140-160℃時,開始通入氧氣,通氣後讓管內壓力緩慢升高,使得在管內溫度升高到790-810℃時,管內壓力達到0.7-1.3atm,然後在790-810℃保溫13-17min,之後將溫度自然冷卻到室溫。

上述方法的優點在於能夠直接氧化製備大面積的三氧化鎢薄膜且三氧化鎢薄膜的均勻性好,更重要的是製備工藝的可重複性高,便於產業化生產。

 

 

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