探究三氧化钨红外吸收性能

三氧化钨红外谱纳米三氧化钨是一种具有催化、隐形特性、电致变色性、气致变色、光致变色、气敏、超导等诸多特性的多功能半导体功能材料。大量的研究表明,半导体材料的表面等离子共振能对特定波长的光产生吸收。对氧化钨纳米粒子进行一定的还原处理或增加第三相阳离子,能够在其表面积聚大量的自由电子,从而使其具有等离子共振吸收近红外光的特性。由于氧化钨在缺氧条件下能生成稳定的 Magneli 相,以及在引入阳离子时能形成稳定的立方与六方钨青铜矿结构。因此,当通过还原处理后能引入大量自由电子时,氧化钨及其复合物仍然具有稳定的结构和物化性能,并在长时间阳光照射下能保持吸收性能的稳定。

由于氧化钨纳米粉体不具有对太阳光近红外的吸收作用,故需将其进行还原处理成WO3–x。取纳米三氧化钨作为初始材料,分别在 350、550 ℃的还原气氛[体积比 V(H2):V(N2) = 1:9] 中烧结1 h,随后停止输入H2,在 N2 的保护下将温度升高到 800 ℃,并在该温度下加热1 h,然后关闭电源让温度降至室温,得到 WO2.92 和 WO2.83。上述两溶胶分别装入厚度为 1 mm 的石英比色皿中进行光谱测试。实验结果发现,随着温度的升高,XRD 峰变尖锐,这是因为在较低的温度下,纳米粒子的尺寸较小,晶化不完全,随着温度升高,粒子尺寸变大,相应的晶化更加完全所致。纳米氧化钨粒子的大小远小于可见光波长,能保持对可见光的透明性。

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