锌修饰氧化钨薄膜电极

为了提高氧化钨的光电化学性能,通常从以下几个方面出发:
(1)在WO3上负载贵金属单质,如Pt,Ag,Au等。把WO3涂在嵌有Ag网格的FTO上,测得的光电流密度是没有嵌Ag网格时的2倍;
(2)在WO3体内掺杂适量的金属离子或非金属离子,用Ta5+离子掺杂WO3光电极,实验表明Ta5+掺杂后的WO3比纯的WO3的光电转换效率更高;
(3)将WO3与其他无机半导体材料复合,采用浸渍法制备得到CuO/WO3复合材料,光催化实验表明,可见光下CuO/WO3比TiO2表现出更高的光催化降解乙醛活性。
(4)将WO3与有机材料进行复合。可通过电化学方法分别合成制备出PBrT/WO3和PMOT/WO3复合材料,通过电化学测试表明这两种复合材料与单纯的WO3、PBrT以及PMOT相比,电化学活性均得到显著提高。

锌修饰氧化钨薄膜电极工作原理

本文主要研究Zn离子对电沉积纳米WO3薄膜光电极的光电化学性能影响。采用简单的阴极电沉积-浸渍法,在空气中经450℃热处理3h后制备得到锌修饰氧化钨(记作Zn-WO3)薄膜光电极。经过光电化学和光电催化活性测试,发现适量的Zn修饰WO3光电极,其光电流和光电催化活性与纯的WO3相比,均有显著提高。

制备方法:
(1)Pt电极为对电极,饱和的甘汞电极(SEC)为参比电极,清洗干净的氧化铟锡导电玻璃为工作电极。电沉积在室温条件下进行,所加电压为-0.6V,沉积时间为1h,得到蓝色无定形的WO3-x·nH2O薄膜。
(2)在空气中晾干后,将无定形的WO3-x·nH2O薄膜置于马弗炉中,在450℃下退火3h,升温速率约为2℃·min-1,最后得到WO3薄膜光电极。
(3)Zn修饰WO3电极(记作Zn-WO3)制备采用电沉积-浸渍法,即将上述电沉积得到的无定形WO3-x·nH2O薄膜置于5mM的Zn(NO3)2溶液中浸渍。在空气中晾干后,将含有Zn的WO3薄膜置于马弗炉中在上述相同条件下退火,最后得到锌修饰氧化钨薄膜电极。

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超细钨粉制备工艺——高能球磨和熔盐电解法

这里介绍两种制备超细钨粉的生产工艺。
 
用机械法制取超细粉具有成本低、工艺简单等优点,使它在粉末生产中有重要地位。Wagner的实验结果表明,用高能球磨方法可制备出平均晶粒尺寸为5nm的钨粉。张彩霞通过实验在球磨时间70h、球料比30:1、球磨转速750r/min的条件下,制得的平均粒度为0.807μm的细钨粉。刘维平等还通过正交试验方差分析确定了制备金属纳米钨粉的最佳球磨时间、球磨介质和球料比,并确定了各因素对球磨过程的影响程度。
 
但是利用机械球磨工艺来将粉末磨至亚微米级甚至纳米级超细粉体,球磨时间往往需要数十小时或更长。随着球磨时间的延长,球耗、能耗等成本相应增加,磨机生产能力下降。在球磨过程中容易导致杂质夹带掺入,影响粉末的纯度,而且所得到的粉末易于团聚且不易分散。用于工业上生产微粉或超细粉的机械粉碎设备有四类:高速回转式粉碎机、球磨机、搅拌式球磨机、气流喷射磨机。
 
熔盐电解法是利用电解原理将氧化钨在电解槽中先以离子形式电解,再利用阴极沉积的方法来制备钨粉。在NaCl-KCl-Na2WO4-WO3熔体中,用熔盐电解法在电解温度为720℃,阴极电流密度为250mA/cm2的条件下,得到平均粒度为1.2μm的细钨粉,这种钨粉的形状为非球形,其长径比为1.6.由于采用熔盐电解法所制备的粉末团聚严重,且生产成本较高,该制备工艺在工业生产中很少应用。

钨粉
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三氧化钨空心球光触媒

三氧化钨三氧化钨因具有独特的物理化学性质,如电致变色、气敏性、光致发光等,而被大量研究。此外,氧化钨具有无毒、禁带宽度窄(2.4eV~2.8eV),作为半导体光触媒材料应用于可见光催化反应中对污水中的有机物进行催化降解。空心结构材料具有两个内外表面,能多次反射并利用进入内部的光,因而具有独特的应用。
 
研究表明,在较低温度下制备出的三氧化钨空心球一方面可以提高催化剂对光源的利用率,另一方面能够降低催化剂成本。氧化钨空心球的制备方法如下:
1. 称取适量硫化聚苯乙烯微球,将其超声分散于无水乙醇中,形成胶体溶液;
2. 称取适量的六氯化钨(WCl6),加入到步骤1所得的胶体溶液中,溶液由白色转为黄色;
3. 待WCl6完全溶解后,缓慢加入适量的去离子水,此时溶液变为深蓝色;
4. 将体系置于70°C水浴中机械搅拌反应24小时,冷却至室温;
5. 离心并用去离子水多次洗涤,再置于60°C环境下烘干,而后,置于马弗炉中进行热处理,其中热处理过程为:先在200°C下煅烧1小时,使得硫磺聚苯乙烯微球完全分解,再在300°C煅烧3小时,最终得到三氧化钨空心球光触媒(显微观测到微球表面粗糙,含有部分氧化钨水合物)。
备注:其中,硫化聚苯乙烯微球与WCl6的质量比为1:2,无水乙醇与加入的去离子水体积比为4:1,且WCl6质量(g)与无水乙醇体积(mL)比为1:100。
 
测试表明,制得的三氧化钨空心球作为光触媒对罗丹明B(RhB)的光催化降解率达到86.61%(光照60分钟后)。
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超细钨粉介绍

钨粉不仅是硬质合金的主要原料,而且也是钨基合金的主要原料,其应用涉及机械加工、矿山开采、地质钻探、建筑工具、灯泡照明、军事工程等领域。钨粉以氧化钨为原料,在四管马弗炉或多管炉内用氢气还原,粒度从0.6-30微米。主要分粗、中、细几个粒度,银灰色粉末,杂质含量以国家标准为依据。
 
为了不断地提高材料的性能,将粉末细化是一种趋势,以制备性能更加优异的产品。当碳化钨硬质合金的晶粒小于0.1μm时,它既具有高的硬度和耐磨性,又具有高的强度和韧性。有学者通过研究认为用超细粉末制备的超细硬质合金,其硬度比同成分的普通硬质合金高1.5-2.0HRA,抗弯强度高580-780N/mm2,耐磨性能优越;超细晶粒硬质合金在加工高强度钢、耐热合金、不锈钢等难加工材料时,其使用寿命延长,如Rametl合金的寿命比普通硬质合金的寿命高10倍以上,Carment300系列合金寿命为某些工具钢的150倍。
 
由于采用超细钨粉,经压制烧结后提高了材料的强度、韧性,降低了金属塑性-脆性转变温度,大大改善了金属及合金的性能。而且,如果超细粉末的粒度分布很窄,烧结后的材料仍会保持细的晶粒度,这对于材料的机械性能有着重大的影响。超细钨粉具有广阔的市场前景,已成为许多高科技领域不可缺少的材料,如微电子工业、精细化工、表明技术、航空航天工业等,对纳米钨粉有着很大的需求。
 
超细钨粉
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用于木材加工的硬质合金圆锯片

硬质合金材料具有高硬度、高强度以及优良的耐磨耐蚀性,因此在切割刀具领域具有广泛的运用。尤其是在木材加工行业中所使用的传统的钢制圆锯片已经逐渐被具有更高切割精度以及较长使用寿命的硬质合金圆锯片所取代。而现如今硬质合金圆锯片已经逐渐向超薄型发展,超薄硬质合金圆锯片的锯路宽度通常为1.0mm - 2.0mm,外径范围通常为125mm – 305mm。另外,在家居建材以及各种装饰材料加工的过程中也经常使用硬质合金圆锯片,其可以有效提高木材的利用率,提升产品质量,降低能源消耗,有着广阔的应用前景。

硬质合金超薄圆锯片的加工制造工艺包括了锯板和锯齿材料的制造及热处理、锯片几何参数设计、锯板的整平、锯板的机械加工、锯齿的焊接、锯齿的涂层以及锯板表面处理技术。它具有以下几个特点:
1.锯路宽度小、切割损失小、出材率较高。比常规锯片的锯路窄18%-30%,最小的超薄锯片齿宽可达1.0mm,可以满足一些对特窄锯路加工有特殊需求的产品,如钢琴键盘、音响等。通过降低切割损失,可以大幅提高薄板加工和贵重材料加工的木材利用率,节约资源,提高加工效率;
2.切割中产生的锯屑量少,不会造成污染且功耗较低。

目前,硬质合金圆锯片在木材加工中的主要运用领域,有以下几个方面:
1.多层复合实木地板的表板剖分:使用硬质合金圆锯片进行锯切不会破坏表板的木材纤维,使得木材纹理自然,在涂漆后不会出现表面裂纹。这样一来,对于消费者来说,无论从外观上还是使用情况上都有着较好的评价;
2.铅笔基板:早在20世纪70年代,美国的企业就已经采用了锯路宽度为1.3mm的超薄圆锯片锯切5mm厚的铅笔基板,并将计算机引入超薄锯片的维护之中;
3.此外,硬质合金圆锯片还在木质百叶窗、钢琴琴键、滑雪板、音响、乒乓球拍板以及红木等一些贵重木材的家具制造中有着广泛运用。

硬质合金圆锯片

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2024年1月份赣州钨协预测均价与下半月各大型钨企长单报价。

 

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