氧化钨氢化效果分析

为了进一步阐明氢化的效果和确定氧化钨的表面化学状态，我们对氧化钨进行了X-射线光电子能谱分析。如图所示是三种氧化钨样品的XPS全谱图、W-4f谱图和O-1s谱图。从图中可以看出，三种氧化钨样品中含有W元素，O元素和少量的C元素。其中C-1s峰的存在归因于来自XPS仪器本身的非自然碳氢化合物。并且从全谱图来看，三种样品各峰无明显变化。

三种氧化钨样品在本体氧化钨中有两个结合能峰值存在。为37.7和35.5eV，分别对应于六价钨离子的W-4f5/2和W-f7/2轨道；而在W-300样品中，除了这两个结合能，又有两个新的结合能峰值存在，为36.4和34.3eV，对应的是五价钨离子的W-4f5/2和W-f7/2轨道。也就是说，在300℃氢化下，有五价钨离子存在，说明了该样品中有氧空位的存在。而在400℃氢化时，又有两个新结合能峰值存在：33.4和35.5eV，对应的是四价钨离子。

也就是说随着氢化温度的提高，在400℃下生成了五价钨离子和四价钨离子。五价钨离子和四价钨离子的生成表明氧化钨表面部分被还原，O/W比降低，在其表面形成氧空位，形成氧缺陷结构。且与五价钨离子相比，生成四价钨离子使得氧钨的比值降低更明显，生成的氧空位也就越多，氧缺陷越明显。而五价钨离子和四价钨离子的生成也正是样品变蓝的原因。