以偏钨酸铵为原料固态合成六方三氧化钨

三氧化钨 (WO3) 是一种常见的 n 型半导体。 WO3 具有 2.5-3.6 eV 之间的宽带隙半导体,这使得它被广泛应用于催化、光催化和电致变色系统领域,以生产智能窗、检测 H2S、NOx、NH3 等污染气体的化学传感器,以及监测 H2 气体浓度以避免嵌入式系统中的爆炸。 WO3 具有结构多态性、化学稳定性和良好的生物相容性等优点 六方三氧化钨(h-WO3)具有开放隧道结构,表现出插层化学等良好性能,已用于锂电池、光电器件、和离子交换器。

水热法是合成 h-WO3 的最主要途径,但需要延长反应时间和高度控制反应条件,包括温度、pH 和模板。固态方法被认为可以有效地合成各种纳米材料,加工时间短,产量大,降低材料和工艺成本,已被用于合成金属氧化物。

三氧化钨粉末图片

据报道有科学家使用固态方法用偏钨酸铵生产六方三氧化钨。已经研究了温度对形态和粒度的影响。在 900 °C 的反应温度下可以实现最窄的带隙。六方三氧化钨的制备步骤如下:

h-WO3 的TEM图像(g)和放大TEM图像(h)

偏钨酸铵((NH4)6H2W12O4·xH2O)用作钨源。 (NH4)6H2W12O40·xH2O首先分散在石英板上,然后装入水平管式炉的中心。温度升至 500、600、700、800 或 900 °C,此时开始通入 Ar 气流并保持 3 小时。产物的晶体结构、形貌、化学成分和吸收性能分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射分光光度法表征。

综上所述,采用固相法以偏钨酸铵为原料六方三氧化钨被成功制备,在900°C的反应温度下可以实现最窄的带隙。通过调节反应过程中的温度可以有效地控制形貌和晶相。在 900 °C 的反应温度下获得了宽度为 300-600 nm 和长度为 10-30 µm 的六方相纳米棒,并且在所获得的样品中具有最窄的带隙。该方法适用于h-WO3的大规模生产。

 

 

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