溶胶-凝胶法制备纳米三氧化钨

三氧化钨 (WO3) 是一种无毒的 n 型半导体,具有 2.4-3.6 eV 范围内的间接和一般宽带隙。因此,它是应用在工业、医学、科学和军事工程各个领域的绝佳材料。这种效果是由于氧化钨纳米结构及其复合材料的独特性能,如优异的耐热腐蚀性、良好的延展性、和高密度。
 
溶胶-凝胶法是一种简单、低温、廉价的制备方法,可以通过低温不可逆化学反应提供高质量、均匀分布的高纯度纳米粒子。纳米三氧化钨是通过简单低成本的溶胶-凝胶法制备的,不使用任何添加剂。同时混合顺序和老化持续时间对 WO3 及其气体传感器的影响。纳米WO3的合成过程如下:
 
三氧化钨图片
 
首先,在剧烈搅拌下,将 40 ml 0.15 M Na2WO4 从 25 ml 滴定管滴加到 15 ml 3 M 硝酸 (HNO3) 中。样品被标记为W-A。对于另一个实验,除了将 3 M HNO3 添加到 0.15 M Na2WO4 中之外,所有实验参数都重复并保持不变。样品被标记为 A-W。样品在 25 °C 下老化 30 天。样品通过场发射扫描电子显微镜 (FESEM, FEI Nova NanoSEM 450) 和 X 射线衍射 (HR-XRD, PANalytical X'Pert PRO εRD PWγ040) 进行表征,以研究其形态和结构特性。
 
溶胶-凝胶工艺图
 
在不使用任何添加剂的情况下,通过简单廉价的溶胶-凝胶法制备了纳米三氧化钨,结果表明混合顺序和老化时间会显著影响 WO3 的性能及其气体传感器应用。老化时间的增加允许形成均匀的血小板结构,其中在老化 1 天没有检测到结构,而在 30 天可以检测到均匀的血小板结构。通过将钨酸钠混合到硝酸(标记为 WA 的样品)中,可以形成 1-1.θ m 的水合氧化钨片晶,通过改变混合顺序将硝酸滴入钠中,可以显着减小尺寸至 200-600 nm钨酸盐(样品标记为 AW)。两种样品都获得了结晶水合氧化钨,其中 W-A 样品显示出更好的结晶度。两种样品均成功检测到室温氢气传感特性,其中 A-W 样品对氢气的传感器响应比 W-A 样品高约 2.5 倍。
 

 

 

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