氧空位氧化钨纳米片的制备方法有哪些?

氧空位氧化钨纳米片的制备方法有哪些?

氧空位氧化钨纳米片的制备方法多种多样,这里介绍几种常见的制备方法:

  1. 氧空位氧化钨纳米片的制备方法-气相沉积法

气相沉积法是一种广泛应用于材料合成的方法,其中物理气相沉积(PVD)在纳米氧化钨的合成中尤为常用。该方法利用外部能量(如离子轰击、热蒸发、电子束轰击、激光脉冲辐射等)使原料(如金属钨单质或氧化钨)升华到目标基板上再冷凝得到纳米氧化钨。

通过调控参数,可以调节目标产物的尺寸、结晶度和纳米形貌等。值得注意的是,当使用金属钨单质作为原料时,需要添加氧气或其他氧化剂以保证生成氧化钨,且得到的产物可能是带有氧空位的WO3-x,而非纯三氧化钨WO3

  1. 氧空位氧化钨纳米片的制备方法-化学还原法

化学还原法是通过将钨酸盐(如钨酸钠)溶解于水中,加入还原剂(如金属锌)进行还原反应,从而制备出含有氧空位的氧化钨纳米片。这种方法可以通过调节反应条件(如温度、时间、还原剂种类和用量等)来控制产物的形貌和性能。例如,在特定条件下,可以制备出具有丰富氧空位的蓝色或深蓝色氧化钨纳米片。

氧空位氧化钨纳米片的制备方法-化学还原法制备流程

将钨酸钠加入水中,搅拌溶解。

加入适量的还原剂(如金属锌),继续搅拌反应。

加入盐酸溶液调节pH值,促进还原反应的进行。

将混合溶液转移到高压反应釜中,在一定温度(如115~135℃)下反应一定时间(如20~30小时)。

冷却至室温后,将沉淀物离心分离,并用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次。

将洗涤后的固体在真空烘箱中干燥(如60~70℃下干燥24小时)。

根据需要,可以对干燥后的产物进行进一步的热处理或表面修饰等处理。

  1. 氧空位氧化钨纳米片的制备方法-水热法

水热法是一种在高温高压条件下进行化学反应的方法。将钨酸盐溶液和还原剂混合后,放入高压反应釜中进行水热反应,可以制备出具有特定形貌和性能的氧空位氧化钨纳米片。该方法具有反应条件温和、产物形貌可控等优点。

  1. 氧空位氧化钨纳米片的制备方法-溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是通过将钨酸盐或其他含钨前驱体溶解于溶剂中,形成溶胶,再通过凝胶化过程得到凝胶,最后经过干燥和热处理等步骤制备出氧空位氧化钨纳米片。该方法具有工艺简单、成本低廉等优点,但需要注意控制溶胶的稳定性和凝胶的干燥过程以避免产物团聚或开裂。

  1. 氧空位氧化钨纳米片的制备方法-插层-氧化法

插层-氧化法是以层状化合物(如层状二硫化钨WS2)为原料,通过插层反应将其他物质引入层间,再经过氧化反应得到氧空位氧化钨纳米片。这种方法可以通过调节插层物质和氧化条件来控制产物的形貌和性能。例如,以层状WS2为原料,与五氯化磷(PCl5)在高温下发生插层-氧化反应,结合水解和煅烧处理,可以制备出P掺杂的氧空位氧化钨纳米材料。

不同的制备方法可能会得到具有不同形貌、结构和性能的氧空位氧化钨纳米片。因此,在选择制备方法时需要根据具体的应用需求和实验条件进行综合考虑。

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