摘要：碱性氢电极反应过程包括氢氧化反应(HOR)和氢析出反应(HER),改善这两个反应复杂的动力学过程对于实现碱性交换膜燃料电池(AEMFCs)和电解水(AEMWEs)的商业化是非常重要的.但是,它们的反应机理仍旧存在很大的争议性.据此,本文设计合成了一种由无定形的氧化钨团簇修饰的铱钨纳米晶(Ir WOx)材料,在电化学催化碱性HOR和HER的过程中, Ir WOx表现出明显高于商业铂碳催化剂(Pt/C)三倍的性能,具有超高的交换电流密度和质量活性.密度泛函理论(DFT)计算表明,铱钨纳米晶附近的氧化钨团簇对于促进碱性条件下的可逆氢电极反应起着关键性作用,且表现出不同的反应机理,包括HOR的氢结合能(HBE)机理和HER的双功能机理.这项研究工作有望促进研究者们加深对碱性HOR和HER催化机理的认识,为合理设计高效催化碱性HOR和HER的电催化剂提供了新途径.

摘要：光催化技术被认为有可能成为解决环境污染和能源危机的有效手段之一,引起了各国政府和科学家的极大兴趣.以TiO_2,WO_3和Bi_2O_3等半导体为催化剂的光催化反应受到广泛关注.WO_3是一种典型的n型半导体材料,具有电致变色、气敏和光催化等性能,在电致变色器件、气敏传感器和光催化剂等方面有着广泛应用前景.由于WO_3具有高的太阳能利用率、良好的可见光响应性和较强的抗光腐蚀性,是一种极具开发潜力的半导体光催化材料,所以在光解水制氢及催化降解有机污染物等领域中得到广泛应用.然而,WO_3半导体表面上较高的光生电子-空穴复合效率是影响其光催化性能的主要因素之一,从而限制了WO_3在光催化领域的工业应用.研究发现,TiO_2材料在从锐钛矿向金红石转变的过程中,通过精细调变焙烧温度,可以在两种晶相的界面形成TiO_2异相结.形成的锐钛矿-金红石异相结能有效促进电子-空穴分离.目前,构建异相结已成为改善光催化剂电子-空穴分离效率的有效方法之一.近年来,人们先后成功构建了a-Ga_2O_3/b-Ga_2O_3,a-Bi_2O_3/b-Bi_2O_3和WO_3/WO_3·H_2O等异相结,这些异相结催化剂在光催化降解水产氢和降解污染物反应中显示了比单一晶相更高的光催化活性.WO_3是一种多晶相材料,具有正交、六方、单斜和四方等多种晶体结构,其中六方晶相(h-WO_3)由于具有开放结构而在气体传感器和电池电极等领域显示了突出性能,而单斜晶相(m-WO_3)具有合适的带宽和良好的可见光响应性,因而广泛应用在光催化领域.而且,h-WO_3的导带和价带均低于m-WO_3的导带和价带,所以在WO_3材料中有可能通过构建单斜/六方异相结(m-WO_3/h-WO_3)来提高WO_3的光催化性能.本文借鉴半导体异相结概念,采用固相热分解法,试图通过调节焙烧温度和焙烧时间以构建m-WO_3/h-WO_3异相结催化剂.利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和N_2吸附-脱附等方法对WO_3样品的晶相结构、形貌和元素组成等进行了表征.以光催化降解罗丹明B(RhB)为模型,研究了不同晶相WO_3材料的光催化性能,考察了WO_3晶相和异相结对其光催化性能的影响,从而为WO_3材料中异相结的构建提供思路、方法和理论指导.结果表明,采用偏钨酸铵固相热分解制备WO_3的过程中,焙烧温度为600–700℃时,样品为单斜晶相,随着焙烧温度升高至800℃时,样品中开始出现六方晶相.随着焙烧温度升高,h-WO_3的含量没有明显变化,当温度升至1000℃时,h-WO_3的含量有所减少.SEM和HRTEM结果验证了m-WO_3/h-WO_3异相结的形成,小的m-WO_3粒子分布在棒状h-WO_3上,并且两者紧密接触.为了进一步证实WO_3的异相结效应,将偏钨酸铵在800℃焙烧不同时间(8–30 h).结果表明,通过改变焙烧时间可有效控制m-WO_3和h-WO_3混合晶相比例,800℃焙烧8 h时m-WO_3为主要晶相,焙烧12 h时h-WO_3含量明显增加,当焙烧时间延长至24和30 h时h-WO_3含量减少.SEM结果同样显示,在800℃焙烧12 h样品中棒状h-WO_3显著增多,与小的m-WO_3粒子接触几率增大,即m-WO_3/h-WO_3异相结数量增加.不同晶相WO_3样品光催化降解RhB的结果表明,具有m-WO_3/h-WO_3异相结结构的WO_3催化剂具有较高光催化活性.荧光光谱结果表明,单斜相/六方相异相结的形成提高了电子-空穴分离效率,从而提高了其光催化降解Rh B的活性.而在具有m-WO_3/h-WO_3异相结结构的WO_3催化剂中,随着焙烧温度升高或焙烧时间延长,h-WO_3含量有所减少,从而导致暴露的m-WO_3/h-WO_3异相结数量减少,因而使得活性有所降低.本文采用固相热分解法通过调变焙烧温度构建了m-WO_3/h-WO_3异相结光催化剂,显著提高了光催化降解RhB的活性,这对设计合成高效WO_3基光催化剂具有一定借鉴.

摘要：不同温度下直接煅烧偏钨酸铵制备了晶化程度不同的两种氧化钨(WO_(3)-500和WO_(3)-900),通过XRD、SEM、TEM、XPS、H_(2)-TPR和NH3-TPD手段对WO_(3)载体负载Pt前后的物化性质进行了系统的表征,低温反应条件下研究了不同氧化钨负载Pt对萘加氢的催化性能。与WO_(3)-900载体相比,低温煅烧得到具有较低的结晶程度,载体中大量的W5+物种和负载的Pt具有强的相互作用,并显示出较强的酸性。在低的反应温度下(70℃),Pt/WO_(3)-500催化剂对萘加氢合成十氢萘具有优异的催化性能,萘的转化率和十氢萘的选择性均达到100%;在Pt/WO_(3)-900催化下萘的转化率和十氢萘的选择性仅为26.7%和1.7%。结合催化剂的表征和催化反应结果,揭示了氧化钨中的氧缺陷位是提升Pt/WO_(3)催化性能的关键因素,对设计高效的WO_(3)负载Pt催化剂催化萘合成十氢萘提供了一定的理论指导。

摘要：氧化钨(WO_3)具有合成简单、易成膜、催化活性较高、使用寿命较长等优点,在光催化、光电池、水分解、气体传感器等诸多领域有着广泛的应用前景。结合氧化钨对可见光具有亲和性、化学性质稳定、热稳定及无毒等特性综述了纳米WO_3的制备技术、优缺点和发展现状。

摘要：中国科学技术大学的研究人员采用无机固体精准制备化学技术，基于晶体缺陷工程原理，设计出一类具有缺陷态的氧化钨纳米结构。该结构在广谱光照条件下具有优异的有氧偶联催化性能，有望实现低能耗和低成本的有机化工技术。

摘要：本文采用旋转组合最优试验设计及计算机逐步回归计算,建立了蓝钨氧指数（OI）、残留氨含量（NH_3％）与试验变量焙解温度、时间、装舟量之间关系的经验数学模型。通过模型方程进一步绘制了关于蓝钨氧指数和残留氨含量的一维单因素图、二维等值图及三维空间立体图,对蓝钨制取工艺参数进行优化分析,得出了蓝钨较合理的制取试验工艺条件区域,此时蓝钨具有较大的比表面,适宜于掺杂和制取细钨粉。

摘要：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员赵志刚团队基于前期对于氧化钨材料多彩电致变色技术的研究,发现这种基于氧化钨材料的法布里-珀罗谐振腔结构的电致变色器件可实现丰富的颜色调控。在这种电致变色器件结构基础上,团队通过减薄谐振腔结构中的金属层厚度至4~8nm,设计出一种全新的"双面神"结构的电致变色器件。

摘要：近日，研发成功的一种可重写的纸状膜，能在不损失分辨率的情况下被打印和擦除40次。这种柔性膜由氧化钨和一种可溶于水的聚合物制成。通过被选择性地暴露在紫外线中可使没有颜色的氧化钨变成蓝色，使柔性膜的表面被“打印”。通过暴露在臭氧或高温中，这种膜在30min内被漂白成无色。科学家表示，若将该膜融入织物，将能实现织物图案的定制化，在阳光下显示标志或广告。