在金属钨片上直接生长三氧化钨薄膜

三氧化钨作为分解水产生氢的催化材料,具有光电双响应效应、稳定、光开启电压低、产氢效率高等优点,此外也是一种很好的电致变色材料。

目前三氧化钨薄膜的制备主要采用电子束蒸发、磁控溅射、溶胶凝胶技术。前两种成膜技术需要昂贵的设备(磁控溅射仪、电子束蒸发仪),成本高、成膜速率低;溶胶凝胶法成膜相对来说设备简单,成本低,但此方法耗时长,可重复性差,膜与基底的附着性也欠佳,不易大面积成膜。因此,要以三氧化钨作为光电催化剂分解水制氢来实现低成本、高效的产氢技术,就必须降低催化材料的制备成本,可大面积制备且均匀性好,更重要的是制备工艺的可重复性高,便于产业化生产。

三氧化钨薄膜图片

有学者采用直接生长法在氧气氛围中的金属钨片上直接氧化生长三氧化钨膜,这种方法工艺操作方便,所需设备简单,大大降低了成本,成膜速率也较高。其具体操作为:

第一步骤,将金属钨片置于真空真空管式炉的恒温区中;

第二步骤,以8-12℃/min的升温速率将管内温度升高到140-160℃时,开始通入氧气,通气后让管内压力缓慢升高,使得在管内温度升高到790-810℃时,管内压力达到0.7-1.3atm,然后在790-810℃保温13-17min,之后将温度自然冷却到室温。

上述方法的优点在于能够直接氧化制备大面积的三氧化钨薄膜且三氧化钨薄膜的均匀性好,更重要的是制备工艺的可重复性高,便于产业化生产。

 

 

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