納米三氧化鎢電致變色薄膜

納米WO3和電致變色薄膜三氧化鎢是一種η型寬禁帶半導體氧化物(禁帶寬度約2.4~2.8eV),在低溫、室溫時WO3以單斜相和三斜相形式存在;而在高溫時會出現正交相和四方相。其理想晶體結構可看作由6個O原子圍繞中心W原子而組成鎢-氧八面體[WO6],它們經過共頂點連接而成,八面體之間存在著許多空隙,而形成各種通道,這些通道作為離子的流通管道和嵌入位置,是H+、Li+等離子的良好注入體。因此三氧化鎢憑藉其回應速度快、著色效率高、著色/消色對比度高等優異性能,作為最經典的無機變色材料,廣泛用於電致變色器件、光致變色器件和智慧顯示等領域。
 
文章介紹一種納米WO3電致變色薄膜的製備方法,其製備如下:
1. 在反應容器中加入配製好的溶液,將鎢源靶材置於溶液中,並保證溶液浸過靶材表面,採用磁力攪拌器均勻攪拌溶液,其中鎢源靶材為純度大於99.9%高純金屬鎢靶或三氧化鎢陶瓷靶材;
2. 調節雷射器的脈衝鐳射光束的光路,使鐳射光束聚焦在溶劑液面以下的靶材,選取適當的鐳射波長、頻率及能量,開啟脈衝鐳射,在液體環境中對鎢源靶材進行燒蝕1~2小時; 
3. 脈衝鐳射燒蝕反應結束後,關閉脈衝鐳射,獲得含三氧化鎢納米顆粒的膠體溶液,並在室溫陳化1~4小時,使鐳射燒蝕產物與溶液進一步反應;
4. 調整陳化後溶液的pH值,並在溶液中放入透明導電玻璃作為電極,對陳化後的鐳射產物在酸性條件下進行電泳沉積5~60分鐘,從而製備出納米三氧化鎢薄膜。
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鍋爐節能減排新規,WO3脫硝催化劑助達標排放

《中華人民共和國大氣污染防治法》於2016年1月1日起最新修訂,其中關於《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271—2014)部分規定:自2016年7月1日起,要求所有燃煤鍋爐執行新的排放標準的法律法規,國家要求全面整治燃煤小鍋爐,加快重點行業脫硫脫硝、除塵改造工程建設。而後,各地也不斷推進環境基礎設施建設,以環保為主淘汰落後產能,促進經濟發輾轉型和結構的調整。

SCR脫硝催化劑和鍋爐尾氣脫硝
 
鍋爐節能,是可以提高鍋爐的熱效率到70%-80%,並節煤10%-15%的一項技術;它通過鍋爐資訊化節能控制系統對鍋爐設備中的引風機、鼓風機、爐排、水泵等部分進行自動化控制,從而實現強化燃燒、充分燃燒甚至完全燃燒。鍋爐尾氣中含有大量的二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫,甚至是未完全燃燒產物一氧化碳、一氧化氮等有毒有害氣體。科學證明,二氧化碳不會直接引起空氣污染,但是過量將影響大氣環境,造成溫室效應。
 
工業燃煤鍋爐尾氣中的二氧化氮的去除通常採用WO3脫硝催化劑,SCR是常用的脫硝系統。WO3由於在脫硝催化劑中主要起到抗硫化、抗毒化(鹼金屬中毒等)等作用;同時,它能夠提升二氧化鈦載體的溫度適應性,避免暫態高溫造成載體燒結,因而起到抗載體燒結的作用。煤炭的大量使用是造成空氣污染的重要原因,專家指出,鍋爐節能減排綠色發展能夠有效推動我國空氣品質改善,為此,WO3將此方面發揮有效影響力,使得尾氣排放符合國家標準。
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氧化鎢PH電極製備及其在F-和膠體溶液中的應用

氧化鎢PH傳感器的V-PH關係酸度是水溶液的重要物理化學參數, 常用的玻璃pH 電極存在阻抗高、易破損, 不能用於含 F -溶下會產生“鈉誤差”, 使用前需活化、難以微型化等缺陷. 而金屬氧化物pH電極具有良好的機械性能和耐腐蝕性, pH 回應範圍寬、不易污染, 可用於高溫高壓溶液酸度的測試, 因此金屬氧化物電極的研究引起了人們廣泛的興趣. 氧化鎢pH電極的製備方法有電化學迴圈伏安法、化學氧化法和離子濺射沉積法 , 這些製備方法相對複雜, 不容易控制化學成分的組成, 或者存在使用有毒致癌的鉻酸鹽等問題. 溶膠-凝膠(Sol-gel)技術製備功能性薄膜引起越來越多的關注。

溶膠-凝膠法製備了氧化鎢PH電極, 在陽極氧化後的Ag絲表面塗敷摻雜了KCl的改性聚乙烯醇和Nafion膜, 製備了固態Ag /AgCl參比電極, 再由氧化鎢pH電極與固態Ag /AgC l參比電極製備成氧化鎢pH感測器, 該感測器不需要參比溶液與陶瓷隔膜.測試結果表明:在pH 值為2~11的範圍內, 該感測器有良好的電位(V)-pH回應線性關係, 回應靈敏度為526mV(以pH值變化為1來量度), 測量精度可達0. 1個pH值;氧化鎢pH 電極具有耐HF腐蝕的能力, 在5%~20%(品質分數)的HF溶液中的回應電位具有重現性, 可用於HF溶液的濃度測量;氧化鎢pH感測器還可以應用於膠體的測量, 其回應時間小於1min.

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WO3脫硝催化劑國貨市場崛起

SCR脫硝催化劑最早於20世紀70年代,日本觸媒化成株式會社開始研發蜂窩式脫硝催化劑,80年代末實現工業化,然後向國外轉讓。隨著大氣污染加劇,NOx脫除淨化開始得到重視,許多國家開始研發和應用脫硝催化劑,尤其是美、日等發達國家。目前,我國的脫硝催化劑市場20多家生產廠家中,80%的國內市場被美、日等國外技術所佔據,我國採用自主研發技術生產的催化劑只占20%的市場份額。
 
目前常使用的脫硝催化劑是金屬氧化物類催化劑,廣泛應用的SCR催化劑大多是以二氧化鈦為載體,以五氧化二釩或五氧化二釩/ WO3、五氧化二釩/三氧化鉬為活性成分。通常催化劑載體主要作用是提供具有大的比表面積的做孔結構,在SCR反應中所具有的活性極小,幾乎不參與到反應中來。由於過分的依賴國外技術和產品,國內脫硝成本較高;加之有些國外公司不僅收取一次性技術轉讓費外,而且提取催化劑銷售額的10%費用,更是加劇了成本的上升。
 
自從2006年我國開始從國外大公司引進脫硝催化劑製造技術,在國內製造脫硝催化劑開始,採用國外技術生產三氧化鎢脫硝催化劑佔據著我國大部分的市場。當然,中國人的學習能力是很強了,在吸收了眾多的技術之後,國內有些企業開啟了自主研發WO3脫硝催化劑的模式。2009年,國內就有一家環保科技公司投資1000多萬元,自主研發脫硝催化劑生產技術,並於2011年9月正式投產實現工業化。另外,不久前中國石油公佈消息,由石油化工研究院自主研發的催化裂化(FCC)煙氣SCR脫硝催化劑PDN-102,成功試運行,這標誌著中石油擁有了完全自主智慧財產權的成套FCC煙氣脫硝技術。
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鋅修飾三氧化鎢薄膜光電極的製備

鋅修飾三氧化鎢薄膜光電極

為了提高三氧化鎢(WO3)的光電化學性能,通常從以下幾個方面出發:(1)在WO3上負載貴金屬單質,如pt、Ag、Au等。比如把WO3塗在嵌有Ag網格的FTI上,測得的光電流密度是沒有嵌Ag網格時的2倍;(2)在WO3體內摻雜適量的金屬離子或非金屬離子,比如用Ta5+離子摻雜WO3光電極,實驗表明Ta5+摻雜後的WO3比純的WO3的光電轉換效率更高;(3)將WO3與其他無機半導體材料複合,比如採用浸漬法製備得到CuO/WO3複合材料,光催化實驗表明,可見光下CuO/WO3比TiO2表現出更高的光催化降解乙醛活性。(4)將WO3與有機材料進行複合。比如都通過電化學方法分別合成製備出PBrT/WO3和PMOT/WO3複合材料,通過電化學測試表明這兩種複合材料與單純的WO3、PBrT以及PMOT相比,電化學活性均得到顯著提高。

採用簡單的陰極電沉積-浸漬法,在空氣中經450℃熱處理3h後,製備得到鋅(Zn2+)修飾三氧化鎢(WO3)薄膜光電極.根據X-射線粉末衍射(XRD)、拉曼(Raman)光譜、場發射掃描電鏡(FE-SEM)、紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜和螢光發射光譜(PL)等表徵技術,分析了Zn2+的含量對WO3薄膜光電極的結構、形貌和光學性能的影響。通過在0.2M的Na2SO4溶液、外加電壓為0.8V條件下的光電流測試表明,當Zn2+的相對原子比為9.99%時其光電性能最好,光電流值是純WO3電極的3.5倍;外加電壓為0.8V下的光電催化降解孔雀綠(MG)測試實驗結果表明,其光電催化活性是純WO3的2倍。Raman光譜表明一部分Zn2+以ZnO的形式附著在WO3的表面。附著在WO3表面上的ZnO對WO3所產生的光生電子-空穴對起到了有效分離的作用,使WO3的光電化學性能和光電催化活性得以提高。

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