二维三氧化钨的高密度纳米金颗粒负载及形成机制研究

论文摘要

金属氧化物基体上负载纳米贵金属材料相比氧化物衬底可大大提高其催化性能,提高传感效率并降低应用成本。简易高效的负载方法对于其商业推广等应用方面具有重要的促进作用。纳米氧化钨作为一种优良的气敏和光催化材料,在半导体气体传感、光催化、电极材料、光能器件等领域有着广泛的应用。通过贵金属负载的方法可以在氧化钨半导体表面形成丰富的活性中心,成为其性能提高的有效手段。然而负载方法过于复杂成本过高阻碍了负载催化剂大面积推广及商用化。本文通过一种简易,低成本的方法在欠氧型纳米片层状氧化钨颗粒上制备了高负载率Au/WO2.6复合材料。系列实验结果表明:反应时间在24h后负载率达到最高,负载率在5mL之前随金胶体的剂量增多而增多,但随后剂量的增多并不会增大负载量。化学反应后的热处理将有助于提高纳米金颗粒与氧化钨之间的粘附力,并在热处理温度200℃～400℃时负载体系最为稳定,基体不发生相变。热处理温度超过550℃以上后基体氧化钨粉末将从具有单斜结构转变为立方结构并使片层状结构转变成球形结构。通过对不同反应时间及Au剂量的产物的研究结果表明,金颗粒先在片层结构的台阶上生成,随着反应时间的增长或反应剂量的增多,金颗粒逐步合并长大并布满整个衬底的表面。系列倾转的高分辨图像研究了Au/WO2.6的界面微观结构,发现球状纳米Au颗粒以镶嵌方式与片层的氧化钨基体在界面处形成山丘状而与衬底结合在一起,这种牢固的界面为催化过程中物质与能量的转移提供了快速通道。这种简单易行的方法及其反应机制的研究为其大范围的推广及大规模生产提供了前期基础。

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 试剂与仪器
•   1.2 实验过程
• 2 结果与讨论
•   2.1 原始WO2.6粉末的形貌与结构分析
•   2.2 纳米Au颗粒的制备及表征
•   2.3 纳米Au加入量对WO2.6负载率的影响
•   2.4 反应时间对WO2.6负载程度的影响
•   2.5 烧结温度对负载的影响
•   2.6 WO2.6/Au颗粒的界面结构
• 3 WO2.6负载纳米Au颗粒的负载机理

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 祁蒙,惠飞,汪纯慧,周权,马培杰,庞大为,李炜,杨鲁岩,陈艳辉,李昂

关键词: 负载催化剂,氧化钨,表面界面

来源: 科技创新导报 2019年09期

年度: 2019

分类: 经济与管理科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,材料科学

单位: 北京工业大学固体微结构与性能研究所

基金: 国家自然科学基金(项目编号:51872008)资助项目

分类号: TB33;TQ426

DOI: 10.16660/j.cnki.1674-098X.2019.09.077

页码: 77-84+86

总页数: 9

文件大小: 7655K

下载量: 68