二氧化鈦-三氧化鎢光觸媒複合膜

光觸媒
光觸媒材料因具有氧化分解反應與親水現象,近年來頗受重視。如果將它大面積塗布在窗材玻璃上,就可以增大反應面積,從而更有效的分解污染物或有害氣體;另外,它的超親水現象能使得玻璃能永保潔淨。光觸媒作為一種納米級的過渡金屬氧化物,一般在室外光照中的UV (紫外線)和室內照明400nm以下波段就可以激發它產生催化反應,而不需要額外浪費能源。
 
二氧化鈦是現有的應用最為廣泛、光催化效果相當好的一種光催化劑。單一的二氧化鈦薄膜一般為透明的,其穿透力達到80%,加熱後其穿透力與反射率完全沒有減低,隨著膜厚度的增加穿透率反而下降。實驗發現,摻雜三氧化鎢後,複合膜面具有金屬的反射光澤,其反射率大於純二氧化鈦膜的。另外,加熱處理後,氧化鎢結晶會與更多的氧產生作用,使原本淺褐色的薄膜變得更加透明,更沒有金屬光澤。當加熱到450°C後,整個膜變成了白色,所以,在不影響薄膜光學性質的前提下,要控制適量的氧化鎢摻雜量。
 
由於Ti 與W 很容易生成氧的空缺,摻雜三氧化鎢會提高系統的電荷分離效率,拓展其光譜回應的範圍,增加可利用的光頻能量,在提供能量後激發與水分子的鍵結,產生親水性,進而增強原本二氧化鈦光觸媒的光催化活性。
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鎢青銅在陶瓷電容器上的應用

溫度穩定性對應用於電子產品的多層陶瓷電容器的製備來說非常重要。通過兩種或更多的具有相反介電常數溫度係數(τ ε)的多元化合物混合,產生較小介電常數溫度係數的固溶體,這種方法經常用來實現材料的溫度穩定性;或者,例如對於BaTiO3基電容器, 摻雜劑混合分散於陶瓷體產生室溫附近的鐵電-順電相轉變,得到了相對穩定的材料。目前,BaTiO3基化合物滿足X7R標準,其介電常數在-55℃〜125℃溫度範圍內相對於室溫介電常數的變化率不超過±15%,在1MHz下的介電損耗tan σ小於0.02。但是如果不摻雜 PbTiO3(Tc = 495℃ ),它們的最高工作溫度不超過130℃。
 
小型化的驅動和電腦的提速使更多的目光轉向到耐高溫部件,將來電容器必須能在150℃甚至200℃工作。然而,PbTiO3-BaTiO3複合多層陶瓷電容器的應用是不可取的, 一是1¾的毒性,二是在低氧分壓容易分解,並且它還會和Ni基金屬電極形成低熔點合金。 同樣的問題也出現在Bi2O3摻雜的BiTiO3基固溶體中。理想的新材料要求其相變溫度介於-50℃〜250℃,不含PbO和Bi2O3,包含相對常見的、便宜的原材料。
 
近來,國內外研究者發現一些鎢青銅結構鉭酸鹽具有較高的介電常數(>100)、 低的介電損耗,有望成為溫度穩定型介電材料而應用於多層陶瓷電容器,其中該系列陶瓷的介電常數ε r介於127〜175之間,IMHz下的介電損耗tan σ小於0.009,介電常數溫度係數τ ε介於-7¾〜-2500ppm/℃之間。但目前這些鎢青銅結構鉭酸鹽的介電常數溫度係數偏大,介電常數偏低,因此限制了其實際應用。

陶瓷電容器
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納米三氧化鎢光觸媒紙基竹簾

納米三氧化鎢隨著人們生活和工作形態的改變,現代人呆在室內環境的時間日益延長,在室內度過的時間幾乎超過90%。現代建築中新型建築材料特別是化學合成建材被廣泛使用,室內空氣品質嚴重下降。光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱,是當前國際上治理室內環境污染的最安全的材料之一。光觸媒的作用機理是在光照環境下,介質材料產生正負電子荷,將空氣水分解為氫氧根離子,從而產生分解還原作用。
 
紡織、竹木材料大量應用於室內裝修、傢俱等領域,這些材料的環保性尤其受到社會關注。研究指明一種納米三氧化鎢光觸媒紙基竹簾的製備方法,如下:
1.製備納米氧化鎢光觸媒水性乳液:將鎢酸銨溶液在50~80°C下加熱後冷卻,再加入乙醇形成第一乳膠液;然後加入陽離子表面活性劑以保護膠體,通過機械混溶精製獲得第二乳膠液;
2.製備紙基竹簾:將紙基纖維與竹簾複合獲得紙基竹簾;
3.製備光觸媒紙基竹簾:將第二乳膠液噴塗至紙基竹簾上以成膜,獲得納米三氧化鎢光觸媒紙基竹簾。
 
這種紙基竹簾採用納米三氧化鎢作為光觸媒材料。因為它的禁帶寬度較低(2.4eV〜2.8eV),可見光達到較好的降解效果,且光轉換效率也比較高。價帶空穴(H+ )使吸附水分子氧化,導帶電子(e-)使空氣中的氧氣還原,從而氧化分解有機物和細菌有機物。
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納米貴金屬改性的三氧化鎢光觸媒塗料

可作為光觸媒的材料有很多,其中包括二氧化鈦、氧化鋅、三氧化鎢等。其中氧化鈦因其氧化能力強,化學性質穩定無毒,成為世界上最當紅的納米光觸媒材料。理論上,波長小於 380nm的光可以激發銳鈦型二氧化鈦,帶來光催化效應。當然,隨著科技的進步,380nm的界限早已被突破,可見光下也有回應的光觸媒產品已經被發現。

光觸媒瓷磚
 
三氧化鎢的能帶間隙為2.kV,作為可見光回應光觸媒,其有害性小,價格便宜,擁有廣泛的應用前景。但是,由於技術限制,目前市面上的三氧化鎢光觸媒產品的效果不佳,光催化效果較差。因此,發明一種具有較高的反應活性並且適用於大規模工業化生產的光觸媒塗料的製備方法,顯得尤為重要。
 
1.將貴金屬鹽的水溶液和強鹼的水溶液按照一定比例加入到無水乙醇中,加熱反應,冷卻得到納米貴金屬溶液,其中貴金屬為Pt、Au、Pd或Ag,優選納米級Pt;
2.按配比將三氧化鎢粉末加入到去離子水中,超聲分散0.8-1.2h;
3.步驟2得到的溶液中添加強酸(鹽酸或者硫酸),控制溶液的pH值為2~5,然後繼續超聲分散 0. 8-1. 2h;
4.加入納米貴金屬溶液,超聲分散20-40min,獲得納米貴金屬改性的三氧化鎢光觸媒塗料。
 
該種光觸媒塗料具有較高的反應活性,且噴塗烘乾後即可得到高活性的可見光回應的光觸媒塗料薄膜,其製備方法簡單、工藝穩定,不需光催化還原,適於大規模工業化生產。
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鎢合金核輻射遮罩件

鎢合金核輻射遮罩件核輻射又稱為電離輻射,是原子核在狀態轉變過程中(從一種結構或一種能量狀態轉變為另一種結構或另一種能量狀態)所釋放出來的微觀粒子流。其可以引起物質的電離或激發。核輻射主要由核反應產生,或從裂變產物中釋放。核爆炸和核事故都會產生核輻射,主要包括α、β、γ三種射線。核輻射對人體具有危害,但人體的軀體和生殖細胞對核輻射的敏感性以及受損後效應不同。當軀體細胞受損時,會導致人體器官組織發生疾病,最終使得人體死亡,軀體細胞死亡後,損傷細胞不會轉移到下一代;而當生殖細胞受損時,下一代將繼承母體改變了的基因,從而導致後代出現缺陷。

核輻射的放射性物質包括碘131和銫137,這些放射性物質可通過呼吸吸入、皮膚傷口及消化道吸收進入體內,從而引起內輻射。其中,碘131一旦進入人體,可能會引起甲狀腺疾病;而銫137一旦進入人體,則會損傷人體的造血系統和神經系統,因此必須避免人體受到核輻射的照射。γ輻射還可穿透一定距離被人體吸收,造成外輻射損傷。內外輻射所引發的放射病症狀包括脫髮、白血病、出血、嘔吐、疲勞、皮膚發紅、頭昏、失眠、潰瘍、腹瀉等。有時還會增加畸變、癌症、遺傳性病變的發生率,對下一代的健康造成影響。一般來說,人體接受的核輻射能量越多,其放射病症狀越嚴重,致癌、致畸的風險越大。

鎢合金核輻射遮罩件具有很好的核輻射遮罩性能,是一種耐高溫、適用性很強的鎢合金遮罩件。鉛長期作為遮罩件的原材料,但其遮罩效果依然不如鎢合金遮罩件。鎢合金遮罩件是輻射遮罩的首選材料。由於鎢合金遮罩件的密度很高,其遮罩效果是鉛的兩倍,且重量只有鉛的25%到50%。此外,鉛及其化合物具有毒性,會危害人體健康,而鎢合金遮罩件無毒無害,是極其環保友好的遮罩件材料。

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