电水解用三氧化钨/二氧化钨复合材料

三氧化钨是一种重要的n型半导体氧化物，被广泛应用于化学传感器、光催化、能量转化体系等领域，WO₃作为负极材料时，在充电/放电过程中其结构和体积会发生较大的变化，破坏电极材料的稳定性，导致机械粉碎以及活性物质与集电体失去电子间的联系，最终使得电极的循环性能下降，而且由于各种因素的限制，实际的容量往往低于理论容量。

为克服现有技术中存在的问题，研究人员制出一种可作锂离子电池负极的三氧化钨/二氧化钨复合材料,其制备方法包括以下步骤：

1)配制0.5M的C₆H₈O₇•H₂O蒸馏水溶液，0.5M的Na₂WO₄•2H₂O蒸馏水溶液。

2)将上述溶液按体积比C₆H8O₇•H₂O:Na₂WO₄•2H₂O＝2:1的比例混合，在25℃下搅 拌15min。

3)用浓度为2M的HCl溶液调节上述混合溶液的pH＝1。

4)将混合均匀的溶液倒入聚四氟乙烯内衬高压水热反应釜中，保持体积填充比在40％。

5)将密封好的反应釜放入均相水热反应仪中，设置温度参数为160℃，反应时间为28h。

6)反应结束后冷却至室温，将最终反应物离心分离后，分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次。将离心、洗涤后的粉体物质放入60℃真空烘箱中干燥10h，即获得最终产物。

据电水解测试，100mA/g的电流密度下循环500次，库伦效率可达95％。其特征在于：通过柠檬酸的还原作用，将钨源部分还原，使得具有较高的理 论容量但循环性能差的三氧化钨和理论容量较低的二氧化钨复合，由于二氧化钨晶格中的氧空位缺陷以及晶体内部较强的金属-金属键，因此，二氧化钨(WO₂)具有金属电导性(电子电导率约为3.5×102S/cm)，利用二氧化钨的金属导电性，将其作为导电氧化物与WO₃复合，解决三氧化钨在循环过程中存在较大的体积变化的问题；从而提高比容量，减小循环过程中的体积变化，提高WO₃的放电比容量，并降低WO₃的 电荷转移电阻，使三氧化钨达到能量转换标准。

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