纳米氧化钨制备及其电致变色性能测试
引言
信息传递在快速发展的现代社会中具有举足轻重的地位，除了电子通讯之外，显示功能也是信息传递的重要组成部分，电致变色材料正是一种广泛应用于信息、电子、能源、建筑和国防等方面，有着广阔应用前景的显示功能材料。电致变色材料还可以利用其透过率可控、记忆效应、反应速度快的性能制成智能窗户、防眩晕后视镜及能源节约器件，应用前景十分广泛。
电致变色（eletrochromism）是指材料在交替的高低或正负外电场的作用下，通过注入或抽取电荷（离子或电子），从而在低透射率的着色状态或高透射率的消色状态之间产生可逆变化的一种特殊现象，在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化。主流的电致变色材料分为三大类，包括无机类材料、有机小分子材料以及共轭聚合物。无机材料主要是金属氧化物，包括阴极着色材料（如V、Mo、W、Nb、Ti的氧化物）和阳极着色材料（如普鲁士蓝、Ni、Co、Ir的氧化物）；有机小分子材料主要为紫罗碱；共轭聚合物电致变色材料包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等。
是无机类电致变色材料中科学家研究最早最深入、成果最丰富的材料。
WO
3
由于电致变色材料的透过率可在较大波长围连续变化、调节，工作电压低，功耗较低，节能环保，具有记忆存储功能，并且在使用中受环境因素的影响较小，这些优势使得电致变色材料逐渐成为建筑、汽车行业中越发灿烂的一颗闪亮明珠。
但有关WO
薄膜着色与消色的机理现在仍然不明确。目前，认知程度最高，
3
接受最多的为双注入/双抽出模型。
图1 三氧化钨晶体结构示意图
三氧化钨晶体结构模型图如图1所示，钨原子位于着晶格顶点处，氧原子位于晶格棱中间位置。通常情况下，立方体中心原子A的位置没有原子占据，此时钨呈现+6价，三氧化钨薄膜呈现无色。当立方体中心A位置被阳离子填充的时
薄层转变为蓝紫候，钨原子的价态降低，变为六价与五价的混合体系，此时WO
3
色。其中填充A位置的阳离子一般为H+、Li+、Na+等。三氧化钨薄膜的着色过程为阳离子注入过程，消色过程为阳离子抽出过程。因此薄膜的着色消色速率与阳离子的注入抽出速率有关，而阳离子的注入抽出速率与外加电压、电致变色溶液、薄膜自身微结构和形貌等性质有关。
实验目的
（1）了解电致变色应用领域与发展前景。
（2）了解电致变色原理与相关参数的意义与测试方法
（3）了解电化学工作站的使用方法，学习三电极测试原件组装
（4）学习电致变色测试中阶跃电压、循环伏安模式测量与数据处理。
电致变色材料的发展
理想的电致变色材料一般应具有响应时间短、着色效率高、对比度大、色彩丰富、稳定性好、离子导电性和电子导电性高等特点。遗憾的是目前为止没有文献报道哪一种有机或是无机电致变色材料具有这样的完美性质。因此，近些年来电致变色材料研究主要集中在以下几个方面：
（1）有机新材料的合成：有机电致变色材料的最大特点之一就是具有分子可修饰性，通过分子取代或者掺杂等方式获得具有高着色效率、快速响应时间和丰富色彩等优秀性能的新型有机电致变色材料。有机电致变色材料合成的技术手段通常为化学方法和电化学沉积方法。化学方法合成有机电致变色材料比较困难，因为合成条件要求高、周期长、合成路线复杂、污染大等。电沉积的方式虽
然容易实现、工艺灵活、制备时间短，但是该技术存在电压和电流稳定性差，制备的材料均匀性低，需要导电材料做基底等问题。
（2）新型无机电致变色材料：无机电致变色材料以过渡金属氧化物为主，合成新型分子结构、具有氧化还原性的金属氧化物困难较大，所以获得新型无机电致变色材料的方法主要是掺杂。一种研究是通过对纯净的金属氧化物进行单质掺杂去提升薄膜的稳定性、着色效率等电致变色性能。已经有文献报道的掺杂的单质例如：Al、Au、Ni、Mg、N 等。另一种常见方式是对无机氧化物进行化合物或者有机物的掺杂，近几年有很多文献中以化学、磁控溅射、电子束、电化学沉积、热蒸发、喷雾热解等方式获得金属氧化物掺杂的电致变色薄膜。比如WO3-Ti
稳定性和对比度等电致O2之间掺杂后，相比于单纯的三氧化钨材料，WO3-TiO
2
变色特性均有提升。
（3）纳米结构的电致变色材料：提升薄膜或者器件的电致变色性能除了合成新型高效的电致变色材料外，另一种研究主要集中在纳米结构材料的研究上。因为相比于传统材料，纳米材料一方面具有较高的比表面积，有利于提升材料电致变色的对比度和着色效率；另一方面纳米材料具有优异的孔隙结构，利于电解质中的离子进出，从而降低器件的响应时间。获得纳米结构的常见方法有：利用多孔阳极氧化铝为模板，获得纳米柱状电致变色薄膜；利用化学方法获得纳米线、纳米孔、纳米纤维等形貌的薄膜；利用蒸镀方式获得纳米结构的薄膜等等。
实验原理
电致变色器件的标准结构是一种治结构，如图2所示：基底-电极/电致变色层/电解质层/离子存储层/电极-基底。
（1）电致变色层是ECD 的核心，也是多数文献研究的重点。其制备方法有：磁控溅射、电子束蒸镀、旋涂、印刷、电化学沉积等。电致变色层通常由一种电致变色材料构成，根据朗伯-比尔定律（如下）：
式中每个字母代表的物理意义是：A-吸光度；I0-入射光强度；I-出射光强度；k-光吸收比例系数；c-样品浓度；d-光程。其他条件一定的情况下，薄膜的厚度越厚，薄膜的着色深度（褪色强度）越高。所以很多文献为了获得较高的对比度
一般会采用几百纳米甚至十几微米厚的电致变色层，但是带来的问题是：薄膜着色响应时间，尤其是褪色响应时间就会变慢，因为电子和离子在薄膜的运动距离相应变长。
图2
（2）电解质层通常由电解质溶解到相关溶剂中组成，如LiClO
4/PC、H
2
SO
4
水溶液、
[BMIM]PF
6水溶液、NaCl水溶液等，其中LiClO
4
/PC是实验研究中最常用的电解质。
这是因为电解质必须是离子的良导体，电子的绝缘体，与电致变色层相兼容，并
且阳离子半径要绝对小，方便其在电致变色层进出，利于器件获得较快的变色速度。对于透射型的电致变色器件，电解质层应具有较高的光透过率。
电解质层有液体、固体和准固体三种，常用的是液体和准固体两种，因为纯固体电解质的离子导电率十分低，满足不了实用产品对响应时间的最低需求，如电致变色窗。液体电解质相对于固体电解质有更快的离子导电率，更快的响应时间。但是离子液体多为有机溶剂，一般存在漏液、污染等潜在安全危险。关于准固体电解质近几年研究较多，它是介于液体和固体之间的一种状态。常见的方法是将一些导电聚合物掺杂到液体电解质中构成溶胶凝胶电解质，如嵌段共聚物表
面活性剂的PEO-PPO-PEO/LiClO
4/PC、聚甲基丙烯酸甲酯的PMMA/LiClO
4
/PC、
HV(BF
4)
2/
TBABF
4
/PC、离子液体等。溶胶凝胶电解质的优点在于其离子导电率通常
高于液体电解质，具有粘附性，可以降低器件损毁时玻璃等物质飞溅造成的伤害。
（3）离子存储层是在器件工作时候存储与变色层相反的粒子，起到平衡电荷
的作用。理想的离子存储层应具有较高的电子和离子传输能力，良好的氧化还原能力，以增加器件的使用寿命。离子存储层材料可以与电致变色层材料一样，也
可以是与之变色性质相反，称之为互补器件。以变色层为WO
3
材料为例，其对
电极可以用WO
3
，也可以是氧化镍(NiO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、聚苯胺(PANI)、
普鲁士蓝(PB)，或者是二氧化钛(TiO
2
)、有机材料等
实验容
（1）电致变色器件、电解池、电化学工作站连接：
测试采用三电极法，将电致变色器件、电解池与电化学工作站连接，三电极分别为工作电极（与电致变色器件相连）、对电极（铂电极或石墨电极）、参比电
极（甘汞电极），电解液采用高氯酸锂的聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
（2）电致变色现象观察：
电致变色器件变色层采用离心成膜的方式，将三氧化钨纳米花球分散在乙醇溶液中，量取10ml混合液于30ml离心管中，将边长2cm的FTO导电玻璃置入30ml离心管底部，将导电一侧面向离心机圆心位置固定置于离心机，8000~10000r/min离心1min。将玻璃片取出阴干，即可得到沉积在FTO导电玻璃上的三氧化钨变色层。
测试变色过程采用三电极体系，利用电化学工作站完成数据记录。电致变色溶液采用将高氯酸锂溶解于PC溶液中，获得锂离子浓度1mol/L的电致变色溶液。高氯酸锂的PC溶液，着色电压为-0.8V，消色电压为0.8V。实验采用循环伏安法测试三氧化钨电致变色器件的着色消况、透过率、对比度等参数，采用阶跃电压法测试器件着色消色时间。
通过电化学工作站施加负压，使变色层着色；施加正压，使电致变色层褪色，观察电致变色器件的变色现象，结合电致变色机理熟悉在变色过程中发生的物理化学过程，加深对电致变色的了解。
（3）循环伏安测试与阶跃电压测试
通过电化学工作站的循环伏安模式和阶跃电压模式，在三氧化钨电致变色器件上施加满足特定关系的电压电流，获得相应的曲线，了解电致变色性能测试方法与计算过程。
实验数据
电致变色实物图
图3 三氧化钨纳米花球电致变色器件效果图，（a）和（d）为组装膜原始态，（b）和（e）
为组装膜着色态，（c）和（f）组装膜褪色态
如图3三氧化钨变色层着色与消色效果实物图，分别为溶液中变色效果（图中上部分）与取出后（图中下部分）效果。从图中可以看到：离心得到的三氧化钨纳米花球组装膜电致变色层原始状态透过率很高，说明氧化钨纳米花球组装膜厚度很薄；变色后色彩分布均匀，说明离心获得的薄膜非常均匀；薄膜着色态为深蓝色，无论是在电致变色溶液中还是取出后与消色态对比度均明显；在电致变色溶液中消色态与变色前颜色较为接近，褪色较为完全，从溶液中取出后，由于PC溶液粘度较大，干燥时易损坏变色层，所以效果有所下降，但是原有的着色与消色状态仍然保存的较为完好。
图4 电致变色阶跃电压曲线与循环伏安曲线。
响应时间（τ）是衡量变色快慢的重要指标，其定义是：透过率变化90 %所需要的时间。测试方法是利用计时电流法对工作电极施加阶跃电压，同时用光谱仪监测透过率的变化情况。计时电流曲线一般表示薄膜对电压的响应速度，因为在电压作用下，注入薄膜的载流子速率逐渐降低，薄膜与溶液界面处阳离子浓度会逐渐降低，响应电流曲线的纵坐标逐渐趋于零。曲线的趋近 x 轴速度越快代表薄膜的电流响应速度越高。
循环伏安方法是研究电致变色现象的最常用手段之一，从循环伏安曲线
（CV ）上一般可以判断物质的氧化还原特性，根据氧化还原峰对的个数可以判断物质发生氧化还原变色的次数，判断物质是单色变色还是多色变色。通过循环伏安曲线中最大的氧化峰电压和还原峰电压的值去设定材料的最佳电致变色围，防止过大电压造成材料的损坏和过低电压未能很好体现材料的电致变色性能。
图4左为三氧化钨纳米花球组装膜电致变色器件循环伏安和阶跃电压测试曲线。在循环伏安测试中，当电压从起始0V 电压向负压增加时，变色开始，随着锂离子的不断注入，沉积有氧化钨纳米花球的玻璃片的颜色由无色开始变为浅蓝色，并随电压的增加逐渐加深，并最终变为深蓝色（Li x WO 3），着色过程主要
发生如下化学反应：
-3x 3WO +xLi+xe Li WO
当电压回到0V 向正压增加时，消色开始，氧化钨纳米花球组装膜颜色变浅，并最终变为无色状态。此时发生阳离子抽出过程，消色过程主要发生式4.1的逆
反应。由于锂离子注入后无法完全从薄膜中抽出，因此电致变色的消色状态无法回复到初始态的透明度，会有颜色的残留。
在阶跃电压测试中，阶跃电压设为-0.8V、0.8V。当电压为-0.8V时，变色开始，氧化钨纳米花球组装膜颜色迅速变蓝，变色的响应时间在2s左右；当电压切换到0.8V时，消色开始，玻璃片迅速由蓝色变为无色，消色时间在也在2s左右。在多次循环伏安法测试中曲线各处变化量微小，仅仅在消色边发生少量偏移；在阶跃电压测试中，曲线的形状十分相似，各个峰数值无明显变化，表明该电致变色器件具有较高的稳定性，多次曲线的重复性较好。
总结
对氧化钨纳米花球样品进行了电致变色性能测量。通过离心成膜方式在FTO 玻璃导电侧沉积了一层WO3纳米花球组装膜，采用三电极体系，通过环伏安法和阶跃电压法测量了氧化钨纳米花球组装膜的电致变色性能，纳米花球电致变色响应速度快，完全着色、消色时间约2s，消色与着色对比度明显，稳定性好，消色状态蓝光透过率高达95%，着色时与消色后透过差值超过35%。
学习电致变色性能的测试和电化学工作站使用流程，在了解氧化钨自身性能的同时对其电致变色性能有一定了解。
氧化锌制备工艺 2008-06-04 12:21阅读(4)评 论(0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺 流程等，全套价格26 0元) （氧化锌*制备氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究） （氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌研究） 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途 7、超声波-微波联合法
从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌22、改性的超细氧化锌
及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法 39、纳米氧化锌材料的
0引言 单斜和四方相的转变是马氏体相变的体现[1]，对 ZrO 2陶瓷的韧性有很大的影响，这就是相变增韧.很 多氧化物如CaO,MgO,CuO,Al 2O 3都被研究人员加入ZrO 2中[2-3]，希望能够达到增韧的作用[4-9].对ZrO 2而言,在常温下稳定的四方相越多，陶瓷韧性越好[5].ZrO 2的相转变过程如下： m -ZrO 2ρ=5.8g ·cm -3 ΔV=-5%(1000~1200℃)ΔV =8%t-ZrO 2ρ=6.1g ·cm -3-2300℃ c-ZrO 2 ρ=6.27g ·cm -3 -2700℃ melt 目前关于BaO-ZrO 2（BSZ ）系统相变增韧的研究不够深入.Maschio 等人研究得出，当BaO 摩尔含量为4%~8%时，主要以单斜和立方相形式存在；当摩尔含量为10%~12%时，以立方相形式存在；摩尔含量达到16%以上时均为四方相[10].Oyama 等对 文章编号：1６７４-９６６９（２013）01-0008-06 共沉淀法制备BaO-ZrO 2（BSZ ）纳米粉体研究杨 斌，刘姗姗 （江西理工大学材料科学与工程学院，江西赣州341000） 摘 要：通过采用氯氧化锆(ZrOCl 2)、BaCl 2水溶液与NaOH 共沉淀反应，生成钡稳定氧化锆的前驱 体，该前驱体经过预烧结后得到BaO-ZrO 2粉体.研究了搅拌速率、pH 值、反应温度、预烧结温度对粉体结晶度的影响.通过分析BSZ 粉体的X 射线衍射（XRD ）和扫描电镜（SEM ）结果得出，搅拌速率为 280rad/min 、pH 值为10、反应温度为80℃、预烧结温度为800℃是合成BSZ 粉体的最佳工艺条件. 关键词：共沉淀；BSZ ；纳米粉体；相结构；结晶度中图分类号：TF123.2;TG146 文献标志码：Ａ Preparation process of BaO-ZrO 2（BSZ ）nano powder via co-precipitation method YANG Bin,LIU Shan-shan （School of Materials Science and Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China ） Abstract ：NaOH was added as precipitating agent to the solutions of zirconyl chloride hydrate and barium chloride.Zirconia-baryta materials were obtained by sintering BSZ precursors produced by co-precipitation method.X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used to study the crystallization behavior and particle morphology of BSZ powder.The Experiment results show that the optimal technological conditions of synthesizing BSZ powders were,stirring rate is 280rad/min,pH is 10,reaction temperature at 80℃,and pre-sintering temperature at 800℃. Key words:co-precipitation;BSZ;nano powder;phase structure;crystallization 收稿日期：2012-１１-19 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目（863计划）（2010AA03A408）作者简介：杨 斌（1965- ），男，博士，教授，主要从事铜合金材料研究与开发、有色金属材料加工新技术新工艺研究、稀土新材料制备的研究, E-mail ：yangbin65@https://www.doczj.com/doc/bf5432469.html,. 有色金属科学与工程 第4卷第1期2013年2月 Vol.4，No.1Feb.2013 Nonferrous Metals Science and Engineering
氧化锌制备工艺2008-06-04 12:21阅读(4)评论 (0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发 明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺流程等，全套价格260元) （氧化锌*制备 氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究） （氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌 研究） 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途
7、超声波-微波联合法从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌
22、改性的超细氧化锌及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法
第30卷第5期2009年10月 青岛科技大学学报(自然科学版) Jo urnal of Qing dao U niver sity o f Science and T echno lo gy (N atural Science Edition)V ol.30N o.5 O ct.2009 文章编号:1672-6987(2009)05-0384-03 棒状氧化锌纳米材料的制备及表征 彭红瑞1,王 宁1,丁 洁1,李桂村1,徐明正2 (1.青岛科技大学材料科学与工程学院,山东青岛266042; 2.青岛市建筑材料研究所,山东青岛266042) 摘 要:分别以Zn(Ac)2 2H 2O 和Zn(NO 3)2 6H 2O 为锌源,利用简易的低温液相法制备了2种不同形貌的ZnO 纳米棒状结构。XRD 衍射图谱表明,所得的ZnO 纳米棒具有六角纤维锌矿结构;通过SEM 观察可知,以Zn(Ac)2 2H 2O 为锌源制备的ZnO 纳米 棒,长度1~5 m ,直径50~100nm;以Zn(NO 3)2 6H 2O 为锌源制备的ZnO 纳米棒,长度0 5~1 m,直径40~60nm 。关键词:氧化锌;纳米棒;低温液相中图分类号:T B 383 文献标识码:A Synthesis and Characterization of ZnO Nanorods PENG Hong -rui 1 ,WANG Ning 1 ,DING Jie 1 ,LI Gu-i cun 1 ,XU Ming -zheng 2 (1.Colleg e of M aterials Science and Engineering,Qingdao U nivers ity of S cien ce an d T echnology,Qingdao 266042,C hina; 2.Qingdao In stitu te of Bu ilding M aterials,Qingdao 266042,C hina) Abstract:ZnO nanorods were synthesized by a low temperature solution method using Zn(Ac)2 2H 2O and Zn(NO 3)2 6H 2O as zinc sources,respectively.The products were characterized by X -ray diffractometer (XRD)and scanning electron microscopy (SEM ).The XRD pattern shows that ZnO nanorods synthesized using either Zn(Ac)2 2H 2O or Zn(NO 3)2 6H 2O as zinc sour ce have hex agonal w urtzite structur e.T he SEM imag es illustrate that ZnO nanorods sy nthesized using Zn(AC)2 2H 2O have 1~5 m leng ths and 50~100nm diameters;ZnO nanor ods synthesized using Zn(NO 3)2 6H 2O have 0 5~1 m lengths and 40~60nm diameters. Key w ords:ZnO;nanorods;low -tem perature solutio n metho d 收稿日期:2008-11-07 作者简介:彭红瑞(1962~),男,教授. 氧化锌纳米结构有纳米棒[1] 、纳米线 [2] 、纳米管[3] 、纳米带[4] 、纳米环 [5] 、纳米螺旋[6] 、纳米 片[7]、纳米盘 [8] 以及中空纳米球[9] 等,因具有特殊 的光学性质[10],其在压电器件[11]、紫外发光器件[12]、燃料电池[7]和光催化[8]上有潜在应用价值。纳米氧化锌常见的的制备方法有化学气相沉积(CVD)[2]、模板辅助合成[3]、热力学沉积[4-6]、电沉积 [13] 、仿生合成 [14] 以及水热合成 [15] 。但是目 前氧化锌纳米棒的低温液相法制备还鲜有报道。本研究采用简易的低温液相法,以2种不同的锌 源合成了不同形貌的氧化锌纳米棒结构。 1 实验部分 1.1 试剂和仪器 醋酸锌、硝酸锌、氨水,烟台三和化学试剂有限公司;十二烷基硫酸钠,淄博市淄博天德精细化工研究所;无水乙醇。所用试剂均为分析纯。 JSM -6700F 型场发射扫描电子显微镜,日本JEOL 公司;Rigaku D -max - A 型X 射线衍射仪,日本理学公司;水浴锅,天津泰斯特仪器有限公司。
二氧化铈纳米材料的合成及性能研究 内容摘要 国内外早已开始了对纳米氧化铈颗粒制备技术与性能的研究。氧化铈具有立方萤石结构。它有热稳定性高,氧气储存能力强和可以在Ce3+和Ce4+氧化状态之间简单的转换的特性，因此它吸引了研究者广泛的兴趣。它已广泛应用于催化剂、紫外吸收材料,氧敏感材料、固体氧化物电池材料和抛光材料等领域。氧化铈在合成氧化CO的催化剂上展现的性能尤为突出。液相制备方法是纳米氧化铈众多制备方法的一种，它因为制作工艺相对简单的优点在所有制备方法中脱颖而出。液相制备法很适合大规模生产,它在研究方向上的前途也可预测。本文将对上文做详细描述。 Abstract Preparation technology and research progress of CeO? nanoparticles researched both at home and abroad.Cerium oxide has cubic fluorite structure. It has attracted extensive interest due to its high thermal stability,oxygen storage capacities, and easy conversion between Ce3+ and Ce4+ oxidation states。It has been widely used in catalyst，ultraviolet absorption material，the oxygen sensitive material，solid oxide cell material and polishing material and so on．Especially, CeO? have been successfully synthesized and used for CO catalytic oxidation.Kinds of preparation methods of liquid phase and their differences are especially emphasized according to the advantages of liquid phase method, which can be easily enlarged in industry, and futrue directions of research are also predicted. CeO2 have been successfully synthesized and used for CO catalytic oxidation.We will give more details about what describes below. Key: CeO?liquid phase method CO catalytic oxidation
纳米ZnO2的制备 实验报告 班级：应091-4 组号：第九组 指导老师：翁永根老师 成员：任晓洁 1428 邵凯 1429 孙希静 1432 【实验目的】 1.了解纳米氧化锌的基本性质及主要应用 2.通过本实验掌握纳米氧化锌的制备方法
3.对于纳米氧化锌的常见产品掌握制备原理和方法，并学会制备简易产 品。 4.通过本实验复习并掌握EDTA溶液的配制和标定，掌握配位滴定的原 理，方法，基准物质的选择依据以及指示剂的选择和pH的控制。 5.掌握基础常用的缓冲溶液的配制方法和原理。 6.加深对实验技能的掌握及提高查阅文献资料的能力。 【实验原理】 1. 超细氧化锌是一种近年来发展的新型高功能无机产品，晶体为六方结构，其颗粒大小约在1～100纳米。纳米氧化锌由于颗粒小、比表面积大而具有许多其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的特殊的性质，呈现表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景。 2. 纳米氧化锌的制备方法主要有：水热法，均相沉淀法，溶胶一凝胶法，微乳液法，直接沉淀法 3. 本工艺是将锌焙砂（主要成份是ZnO，主要伴生元素及杂质为铁，铜，铅，镍，铬，镍，此外，还含有其它微量杂质，因而用锌焙砂直接酸浸湿法生产活性氧化锌，必须利用合理的酸浸及除杂工艺，分离铅，脱铁、锰，除钙、镁等重金属）与硫酸反应，生产出粗制硫酸锌，加高锰酸钾、锌粉等，经过提纯得到精制硫酸锌溶液后，再经碳化母液沉淀，制得碱式碳酸锌，最后经烘干，煅烧制成活性氧化锌成品。 4. 氧化锌含量的测定采用配位滴定法测定，用NH3-NH4Cl缓冲溶液控 制溶液pH≈10,以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液进行滴定，其主要反应如下： 在氨性溶液中： Zn2++4NH3?Zn(NH3)42+ 加入EBT（铬黑T）时： Zn(NH3)42++EBT（蓝色）?Zn-EBT（酒红色）+4NH3 滴定开始-计量点前： Zn(NH3)42++EDTA?Zn-EDTA+4NH3 计量点时： Zn-EBT（酒红色）+EDTA?Zn-EDTA+EBT（蓝色）
纳米氧化锌的制备与表征 1 前言 纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1-100纳米，又称为超微细氧化锌。由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其本体快材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。因此，纳米氧化锌在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途： 可以作为硫化活性剂等功能性添加剂，提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、 机械强度和抗老化性能性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延长使用 寿命； 作为乳瓷釉料和助熔剂，可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性，有着 优异的性能； 纳米氧化锌具有很强的吸收红外线的能力，吸收率和热容的比值大，可 应用于红外线检测器和红外线传感器； 纳米氧化锌还可应用于新型的吸波隐身材料；具有良好的紫外线屏蔽性 和优越的抗菌、抑菌性能，添加入织物中，能赋予织物以防晒、抗菌、 除臭等功能。 现在制备氧化锌一般有沉淀高温煅烧法、水热合成法、溶胶-凝胶法和气相沉淀法。本次试验采用水热合成法。 2 实验过程 2.1 实验原理 本次纳米氧化锌的制备是以ZnAc 2为原料,NaOH 为沉淀剂制备纳米ZnO 的。 反应方程式如下: 2)(Ac Zn + 2NaOH = 2)(OH Zn ↓ + NaAc 2 热处理: 2)(OH Zn → ZnO + O H 2↑
2.2 实验仪器和药品 仪器：托盘天平，烧杯，量筒，电子天平，玻璃棒，布氏漏斗，滤纸，吸滤瓶，烘箱，高压釜FP-8500荧光，紫外-可见吸收光谱用 V-650 型紫外可见光度计测量。 药品：醋酸锌，蒸馏水，无水乙醇，固体氢氧化钠 2.3 实验步骤： 1)称量：分别在托盘天平上称取0.4g 氢氧化钠固体和在电子天平上称取 0.5478g ZnAc2于40mL 烧杯中 2)溶解：室温下，将所称取的氢氧化钠与ZnAc2装至烧杯中，然后向烧杯 中加入配置好的水和乙醇，分别加18ml水和18ml无水乙醇，其比值为 1:1，用玻璃棒搅拌溶解至出现浑浊。 3)将上述溶液转移至40 mL高压釜中，保持其填充度为80%。置于180 ℃反 应8小时后自然冷却至室温，抽滤并收集白色沉淀，然后用去离子水反 复冲洗以除去吸附的多余离子，在醇洗，之后将得到的产品放入60 ℃ 烘箱中烘烤4小时后取出。 4)用紫外可见吸收光谱和荧光光谱检测，并收集数据。 3实验数据处理与分析 3.1 纳米氧化锌的荧光测试 纳米氧化锌的室温荧光光谱如图1所示。
纳米氧化钨的认识，制备及应用 【什么是氧化钨？】 氧化钨（Tungsten trioxide），分子式为WO3，分子量为231.85。 是一种钨酸酐，是钨酸盐类产品，氧化钨包括三氧化钨和二氧化钨，实际工业生产中并没有二氧化钨的制品。三氧钨盐根据三氧化钨的含量不同分为钨酸，钨酸钠，钨酸钙，仲钨酸铵，偏钨酸铵等产品。 纳米氧化钨的颜色，在W - O系中，存在WO3、WO2.9、WO2.72，WO2等钨氧化物。WO3(黄) -- WO 2.90 (蓝) - WO 2.72 ，(紫) 也就是钨有三种稳定的氧化物：黄色氧化物（WO3，VK-WO3万景供应），蓝色氧化物（WO2.90，VK-WO29万景供应），紫色氧化物（WO2.72，VK-WO27万景供应）。 【氧化钨的制备方法】 1、钨酸铵法钨精矿经氢氧化钠碱解，用盐酸中和，再与氯化铵作用，生成钨酸铵，再加人盐酸进行酸解反应，生成钨酸，然后经过焙烧分解、粉碎，得到三氧化钨。 2、钨酸盐的盐酸分解法。将钨酸钠Na2WO4、钨酸钙CaWO4等钨酸盐的饱和水溶液加热，按摩尔比将溶液慢慢地滴加到2～3倍过量的沸腾浓盐酸中。按上述反应沉淀出黄色钨酸。这时如果滴加速度过快或液温下降，则容易生成悬浮状或胶体状沉淀，给下一步的处理带来困难。滴加后在水浴上连续加热1h，沉淀变得易于过滤。静置后用5%硝酸铵水溶液洗涤几次，将Cl-完全除去。过滤后在120℃下干燥，最后升温到600℃钨酸则完全脱水变成三氧化钨。 3、仲钨酸铵的热分解法。将用重结晶法提纯的仲钨酸铵 (NH4)10W12O41·11H2O装入瓷坩埚中，加热到约400℃以上时，氨挥发出去则得三氧化钨。 【细分纳米氧化钨的形态和应用】 一、纳米氧化钨--黄钨（VK-WO3, 50nm,万景供应） 三氧化钨，黄色粉末。不溶于水，溶于碱，微溶于酸。用于制高熔点合金和硬质合金，制钨丝和防火材料等。可由钨矿与纯碱共熔后加酸而得。 三氧化钨是淡黄色斜方晶系结晶粉末。加热时颜色由浅变深。比重为7.16 g/立方厘米，熔点为1473℃，沸点为1750℃，850℃时显著升华，熔融时呈绿色。在空气中稳定，不溶于水和除氢氟酸外的无机酸，能缓慢溶于氨水和浓热氢氧化钠溶液中。三氧化钨容易被各种还原剂还原。在常温下，甚至少量的有机物便
第30卷第5期2017年5月传感技术学报 CＨINESE JOURNAＬOF SENSORS AND ACTUATORS Vol．30 No．5May 2017 项目来源:上海工程技术大学研究生科研创新项目(16KY0508);国家自然基金项目(511052４0,51４75282);上海曙光计划项目 (13SG5４)收稿日期:2016－10－25 修改日期:2016－11－20Hydrothermal Synthesis and Characterization of Hexagonal Tungsten Trioxide ? HU Xiaoxiao ,XU Peiquan ? (College of Materials Engineering ,Shanghai University of Engineering Science ,Shanghai 201620,China )Abstract :Tungsten oxides inorganic semiconductor materials have been paid intensive attentions because of its unique physical and chemical properties as well as various applications including gas sensors,photocatalysis,photochromic devices,electrochromic devices and field emission．Ｈexagonal tungsten trioxide(h-WO 3)was synthesized using hydro-thermal method through precursor of Na 2WO ４四2Ｈ2O by addition of Na 2SO ４．The structure and morphology of the samples were characterized by Ｘ-Rays Diffraction(ＸRD),field emission scanning electron microscopy(SEM),high resolution transmission electron microscopy(ＨRTEM)and Fast Fourier Transform(FFT)．Results show that hexagonal tungsten trioxide nanowires with 2．2μm in length,85nm in diameter can be obtained by using the heat treatment temperature of 160?for 12h．Based on the ＨRTEM and FFT characterizations and crystal structure analyses,the growth direction of the tungsten oxide nanowires was determined along［001］direction with an inter-planar distance of 0．3880nm．Key words :tungsten trioxide;hydrothermal method;nanowires;characterization EEACC :7230L doi :10.3969/j.issn.1004-1699.2017.05.001 六方纳米氧化钨的制备及其表征? 胡小小,徐培全? (上海工程技术大学材料工程学院,上海201620) 摘 要:氧化钨无机半导体材料因其特有的物理化学性能以及在气敏二光催化二光致变色二电致变色和场发射等领域的广泛应用,得到人们的普遍关注三以钨酸钠为前驱体,硫酸钠为结构导向剂,采用水热合成法制备了六方相三氧化钨,并应用Ｘ射线衍射(ＸRD),扫描电镜(SEM),高分辨透射电镜(ＨRTEM),傅里叶变换(FFT)等微观分析手段对三氧化钨粉体进行表征和分析三结果表明:在pＨ?1,最终反应温度160?,反应时间12h 可得到平均直径约为85nm,长度约为2．2μm 六方相氧化钨纳米线三并由ＨRTEM 和FFT 图像可分析得知,六方相三氧化钨纳米线晶体生长方向主要沿着［001］轴向,其晶面间距为0．3880nm三关键词:三氧化钨;水热合成;纳米线;表征 中图分类号:TQ136 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2017)05-0641-04 近几年来,具有纳米结构的过渡金属氧化物,包括纳米粒子,纳米片,纳米线和纳米棒由于其丰富的 物理,化学性质已经被广泛的研究和探索［1］三作为 过渡金属氧化物中的一员,三氧化钨同样因为具有良好的半导体性能以及开发前景而被广泛研究．氧 化钨是一种禁带宽度较低的n －型半导体和具有多 重氧化价态,其禁带宽度为2．5eV ~3．5eV,氧化钨 已经被研究于各种各样地应用领域,包括电致变色 器件［2］二光致变色器件［3］二光催化［４］二传感器智能窗［5－6］三具体情况如可见光条件下光催化污染物,作为气敏传感器在探测有害气体中的使用,作为无机电致变色材料的典型代表,用于制备电致变色器件［7］三这些应用都是与三氧化钨的物理,化学特性所分不开的,因此,进一步说明了三氧化钨是一种十分重要的过渡金属氧化物,有极其重要的研究和应用价值［8］三而且纳米结构的金属氧化钨有许多优万方数据
沉淀法制备纳米氧化锌粉体 一、实验目的 1.了解沉淀法制备纳米粉体的实验原理。 2.掌握沉淀法制备纳米氧化锌的制备过程和化学反应原理。 3.了解实验产物粒度的表征手段，掌握激光纳米粒度仪的使用。 4.了解沉淀剂、实验条件对产物粒径分布的影响。 二、实验原理 氧化锌是一种重要的宽带隙（3.37eV）半导体氧化物，常温下激发键能为60meV。近年来，低维（0维、1维、2维）纳米材料由于具有新颖的性质已经引起了人们广泛的兴趣。纳米氧化锌由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点，已经广泛的应用在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域。纳米氧化锌的制备方法有物理法和化学法，物理法主要包括机械粉碎法和深度塑形变形法，化学法包括沉淀法、溶胶—凝胶法、水热法、微乳液法等方法。本实验采用沉淀法制备纳米氧化锌粉体。 沉淀法包括直接沉淀法和均匀沉淀法。直接沉淀法是制备纳米氧化锌广泛采用的一种方法。其原理是在包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中，加入沉淀剂（如OH-，CO32-等）后，在一定条件下生成沉淀并使其沉淀从溶液中析出，再将阴离子除去，沉淀经热分解最终制得纳米氧化锌。其中选用不同的沉淀剂，可得到不同的沉淀产物。均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子从溶液中缓慢地、均匀地释放出来，所加入的沉淀剂并不直接与被沉淀组分发生反应，而是通过沉淀剂在加热的情况下缓慢水解，在溶液中均匀地反应。 纳米颗粒在液相中的形成和析出分为两个过程，一个是核的形成过程，称为成核过程；另一个是核的长大，称为生长过程。这两个过程的控制对于产物的晶相、尺寸和形貌是非常重要的。 制备氧化锌常用的原料是可溶性的锌盐，如硝酸锌Zn(NO3)2、氯化锌ZnCl2、醋酸锌ZnAc2。常用的沉淀剂有氢氧化钠（NaOH）、氨水（NH3·H2O）、尿素（CO(NH2)2）等。一般情况下，锌盐在碱性条件下只能生成Zn(OH)2沉淀，不能得到氧化锌晶体，要得到氧化锌晶体需要进行高温煅烧。均匀沉淀法通常使用尿素作为沉淀剂，通过尿素分解反应在反应过程中产生NH3·H2O与锌离子反应生成沉淀。反应如下： OH-的生成： CO32-的生成： 形成前驱物碱式碳酸锌的反应： 热处理后得产物ZnO： 用NaOH作沉淀剂一步法直接制备纳米氧化锌的反应式如下： 该实验方法过程简单，不需要后煅烧处理就可以得到氧化锌晶体，而且可以通过调控Zn2+/OH-的摩尔比控制氧化锌纳米材料的形貌。 三、实验仪器与试剂
化学化工学院材料化学专业实验报告实验实验名称：纳米ZnO的制备及表征. 年级:2015级材料化学日期：2017/09/20 姓名：汪钰博学号：222015316210016同组人:向泽灵 一、预习部分 1.1氧化锌的结构 氧化锌（ZnO）晶体是纤锌矿结构，属六方晶系，为极性晶体。氧化锌晶体结构中，Zn原子按六方紧密堆积排列，每个Zn原子周围有4个氧原子，构成Zn-O4配位四面体结构，四面体的面与正极面C(00001)平行，四面体的顶角正对向负极面(0001)，晶格常数a=342pm, c=519pm,密度为5.6g/cm3，熔点为2070K,室温下的禁带宽度为3.37eV. 如图1-1、图1-2所示： 图1-1 ZnO晶体结构在C (00001)面的投影 图1-2 ZnO纤锌矿晶格图
2 氧化锌的性能和应用 纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1- 100nm 之间, 由于粒子尺寸小, 比表面积大, 因而, 纳米ZnO 表现出许多特殊的性质如无毒、非迁移性、荧光性、压电性、能吸收和散射紫外线能力等, 利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、杀菌、图象记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。同时氧化锌材料还被广泛地应用于化工、信息、纺织、医药行业。纳米氧化锌的制备是所有研究的基础。合成纳米氧化锌的方法很多, 一般可分为固相法、气相法和液相法。本实验采用共沉淀和成核/生长隔离技术制备纳米氧化锌粉。 3 氧化锌纳米材料的制备原理 不同方法制备的ZnO晶形不同，如： 3.1共沉淀和成核/生长隔离法 借助沉淀剂使目标离子从溶液中定量析出是材料制备领域液相法的重要技术。常规共沉淀制备是将盐溶液与碱溶液直接混合并通过搅拌的方式实现，由于混合不充分，反应界面小、存在浓度梯度、反应速度和扩散速度慢，先沉淀的粒子上形成新沉淀粒子，新旧粒子的同时存在，导致粒子尺寸分布极不均匀。使合成材料的粒子尺寸和均分散性能受到很大影响，其
收稿日期:2001-05-17 基金项目:广东省自然科学基金(000028);广东省教育厅自然科学研究项目资助(2000024) 作者简介:温立哲(1975-),男,2000级硕士研究生,主要研究方向为纳米氧化锆的制备. 纳米氧化锆的制备及其干燥技术 温立哲1,余忠民2,黄慧民1,周立清1,邓淑华 1 (1 广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090 2 广东省质量监督局,广东广州510240) 摘要:纳米氧化锆是一种新型的高科技材料,由于其具有很多特殊的性质,因而有着广泛而重要的用 途 本文根据国内外研究制备纳米氧化锆的最新进展和其发展趋势,综述了纳米氧化锆的各种制备 的方法和干燥技术,并提出目前制备中存在的问题 关键词:纳米材料;氧化锆;干燥 中图分类号:TQ134.12 文献标识码:A 文章编号:1007-7162(2002)01-0063-07引 言 纳米级材料是指晶粒尺寸在0 1nm 到100nm 之间处于原子簇和宏观物体交接区域的超细微粒,由于纳米结构单元的尺度与物质中许多特性长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿热垒厚度、铁磁性临界尺寸等相当,从而导致了纳米材料具有了不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体的物理化学特性 二氧化锆是一种具有高熔点(2700 )和高沸点、导热系数小、热膨脉系数大、耐高温、耐磨性好、抗蚀性能优良的金属氧化物材料 纳米级二氧化锆粉体材料因具有某些独特性能,如常温下为绝缘体,高温下则具有导电性、敏感特性、增韧性等 目前已用于制造结构陶瓷(如反应堆包套、航空发动机的排杠、汽缸内衬等)、功能陶瓷(如气体、温度、湿度、声传感器等)、压电陶瓷、电子陶瓷(如电容器、震荡器、蜂鸣器、调节器、电热组件等)、生物陶瓷、高温燃料电池、高温光学组件、磁流体发电机电极等高科技产品 有研究表明:100nm 的ZrO 2在拉伸疲劳试验中晶粒出现了300%的超塑性,由于晶粒粒径的减小,材料性能有了数量级的提高,烧结温度大大下降 作为添加剂它能使脆性材料增韧,韧性材料强度更强,使陶瓷材料的脆性问题可望得到解决 由于ZrO 2的化学稳定性好,表面同时具有酸性和碱性,同时拥有氧化性和还原性,又是 型半导体,易产生氧空穴,用作催化剂载体可与活性组份产生较强的相互作用 另外由于超细粒子具有高的比表面积和丰富的表面缺陷,所以超细Zr O 2在催化领域的应用前景广阔 因此研究纳米氧化锆的制备应用技术意义重大,已成为目前科技工作者关注和研究的热点[1],这也是我国九五规划重点发项目之一,以下就其制备和干燥技术进行介绍 1 纳米ZrO 2制备方法 纳米微粒的制备方法一般可分为物理方法和化学方法,化学法又可分为气相化学法和液相第19卷第1期 2002年3月广东工业大学学报Journal o f Guangdong University of Technology Vol 19No 1 March 2002
在水——乙醇介质中用氨水沉淀法制备出了纳米（）和材料，讨论了介质组成对沉淀产物微粒地粒径范围及形貌地影响，并研究出由()分解为纳米地最佳干燥脱水条件为℃、.表明本方法不需高温处理就可得到颗粒均匀且分布窄地纳米材料，粒径可达～. 一、试剂与仪器 主要原料为氯化锌、无水乙醇、氨水等，均为分析纯试剂. 仪器为微型滴定管、磁力搅拌器、恒温干燥烘箱. 二、试验方法 以水——乙醇为溶剂，其中醇地体积含量分别为（去离子水）、、、.将氯化锌、氨水配制成不同浓度地溶液（不同浓度是多少？）.取一定体积（一定体积是多少？）地氯化锌乙醇溶液于烧杯中，加以适当速度搅拌，不同浓度地氨水从微型滴管中缓慢滴入氯化锌乙醇溶液中，使之进行反应.控制氨水用量，调节值为左右，确定滴定终点.反应得到地白色沉淀物，经抽滤洗涤后自然风干即为（）纳米粉，（）经干燥（℃、）脱水后，为纳米粉体.资料个人收集整理，勿做商业用途 三、不同乙醇浓度对粒径地影响 并且含量越高，这种抑制作用也越强.资料个人收集整理，勿做商业用途 氯化锌地浓度对地粒径影响不大，规律性不强；氨水地浓度对地粒径稍有影响，浓度增大，粒径是减小趋势，浓度为时，粒径为～，浓度为时，粒径为～.资料个人收集整理，勿做商业用途 五、该方法操作简单，条件温和，所用原材料成本低，过程易控制等，是制备纳米粉地好方法，值得推广. 固相合成氧化锌 一、试剂与前驱物地准备 七水硫酸锌、无水草酸纳均为分析纯； 准确称取比为地七水硫酸锌和无水草酸纳，分别研磨后，充分混合，再转入同一研钵中共研磨.热水洗去副产物后，再用无水乙醇淋次，于℃烘干.资料个人收集整理，勿做商业用途二、纳米氧化锌地制备 由前驱物地热分析得地热分解温度为℃.将置于马弗炉中加热升温至分解温度，保持，即得浅黄色纳米氧化锌.资料个人收集整理，勿做商业用途 液相沉淀制备氧化锌 一、单组分锌氨溶液地制备
化学化工学院材料化学专业实验报告 实验名称：纳米ZnO的制备及其表征 年级： 2010级日期：2012年9月13日 姓名： 学号：22 同组人： 1、 预习部分 1、 纳米氧化锌： 1.1 简介 纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。 1.2形态 纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。 1.3性质 氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构，在光照射下，当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时，一个电子从价带NB激发到导带CB，而留下了一个空穴。激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热，电子在材料的表面态被捕捉，价态电子跃迁到导带，价带的空穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基，作为强氧化剂而完成对有机物（或含氯）的降解，将病菌和病毒杀死。 1.4应用 橡胶工业中的应用 可以作为硫化活性剂等功能性添加剂，提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延
纳米氧化钨制备及其电致变色性能测试 引言 信息传递在快速发展的现代社会中具有举足轻重的地位，除了电子通讯之外，显示功能也是信息传递的重要组成部分，电致变色材料正是一种广泛应用于信息、电子、能源、建筑和国防等方面，有着广阔应用前景的显示功能材料。电致变色材料还可以利用其透过率可控、记忆效应、反应速度快的性能制成智能窗户、防眩晕后视镜及能源节约器件，应用前景十分广泛。 电致变色（eletrochromism）是指材料在交替的高低或正负外电场的作用下，通过注入或抽取电荷（离子或电子），从而在低透射率的着色状态或高透射率的消色状态之间产生可逆变化的一种特殊现象，在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化。主流的电致变色材料分为三大类，包括无机类材料、有机小分子材料以及共轭聚合物。无机材料主要是金属氧化物，包括阴极着色材料（如V、Mo、W、Nb、Ti的氧化物）和阳极着色材料（如普鲁士蓝、Ni、Co、Ir的氧化物）；有机小分子材料主要为紫罗碱；共轭聚合物电致变色材料包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等。 是无机类电致变色材料中科学家研究最早最深入、成果最丰富的材料。 WO 3 由于电致变色材料的透过率可在较大波长围连续变化、调节，工作电压低，功耗较低，节能环保，具有记忆存储功能，并且在使用中受环境因素的影响较小，这些优势使得电致变色材料逐渐成为建筑、汽车行业中越发灿烂的一颗闪亮明珠。 但有关WO 薄膜着色与消色的机理现在仍然不明确。目前，认知程度最高， 3 接受最多的为双注入/双抽出模型。
图1 三氧化钨晶体结构示意图 三氧化钨晶体结构模型图如图1所示，钨原子位于着晶格顶点处，氧原子位于晶格棱中间位置。通常情况下，立方体中心原子A的位置没有原子占据，此时钨呈现+6价，三氧化钨薄膜呈现无色。当立方体中心A位置被阳离子填充的时 薄层转变为蓝紫候，钨原子的价态降低，变为六价与五价的混合体系，此时WO 3 色。其中填充A位置的阳离子一般为H+、Li+、Na+等。三氧化钨薄膜的着色过程为阳离子注入过程，消色过程为阳离子抽出过程。因此薄膜的着色消色速率与阳离子的注入抽出速率有关，而阳离子的注入抽出速率与外加电压、电致变色溶液、薄膜自身微结构和形貌等性质有关。 实验目的 （1）了解电致变色应用领域与发展前景。 （2）了解电致变色原理与相关参数的意义与测试方法 （3）了解电化学工作站的使用方法，学习三电极测试原件组装 （4）学习电致变色测试中阶跃电压、循环伏安模式测量与数据处理。 电致变色材料的发展 理想的电致变色材料一般应具有响应时间短、着色效率高、对比度大、色彩丰富、稳定性好、离子导电性和电子导电性高等特点。遗憾的是目前为止没有文献报道哪一种有机或是无机电致变色材料具有这样的完美性质。因此，近些年来电致变色材料研究主要集中在以下几个方面： （1）有机新材料的合成：有机电致变色材料的最大特点之一就是具有分子可修饰性，通过分子取代或者掺杂等方式获得具有高着色效率、快速响应时间和丰富色彩等优秀性能的新型有机电致变色材料。有机电致变色材料合成的技术手段通常为化学方法和电化学沉积方法。化学方法合成有机电致变色材料比较困难，因为合成条件要求高、周期长、合成路线复杂、污染大等。电沉积的方式虽