研究目的
合成并表征以{002}晶面为主导的二维超薄WO3纳米片,以增强二甲苯传感和甲基橙光催化降解性能。
研究成果
合成的二维超薄WO3纳米片由于高{002}晶面暴露和大比表面积,展现出优异的二甲苯传感和甲基橙光催化降解性能,为设计环境应用中的高性能金属氧化物材料提供了思路。
研究不足
由于工作温度较低,气体传感器的响应和恢复速率较慢,且该合成方法在工业应用的可扩展性或可重复性方面可能存在限制。
1:实验设计与方法选择:
采用以Pluronic P123、乙醇和水为结构导向剂的表面活性剂诱导自组装法,合成具有可控厚度和暴露晶面的单斜相WO3超薄纳米片。
2:乙醇和水为结构导向剂的表面活性剂诱导自组装法,合成具有可控厚度和暴露晶面的单斜相WO3超薄纳米片。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:通过改变P123用量合成的对比样品(2D-WO3、TS-WO3、NP-WO3)。
3:TS-WONP-WO3)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:材料包括Pluronic P123、WCl6、乙醇、去离子水;设备包括高压反应釜、扫描电镜(ZEISS EVO)、透射电镜(JEM-2100)、X射线衍射仪(Bruker D8 advance)、X射线光电子能谱仪(Thermo Fisher Scientific Escalab 250Xi)、比表面积分析仪(BELSORP-mini II)、紫外-可见分光光度计(UV3600-MPC3100,日立U-3310)、光致发光光谱仪(HORIBA Jobin Yvon Fluoro MAX-4)、气体传感系统(华创锐科科技有限公司)、光化学反应仪器(上海豫明仪器有限公司)、电化学工作站(CHI 760D)。
4:WCl乙醇、去离子水;设备包括高压反应釜、扫描电镜(ZEISS EVO)、透射电镜(JEM-2100)、X射线衍射仪(Bruker D8 advance)、X射线光电子能谱仪(Thermo Fisher Scientific Escalab 250Xi)、比表面积分析仪(BELSORP-mini II)、紫外-可见分光光度计(UV3600-MPC3100,日立U-3310)、光致发光光谱仪(HORIBA Jobin Yvon Fluoro MAX-4)、气体传感系统(华创锐科科技有限公司)、光化学反应仪器(上海豫明仪器有限公司)、电化学工作站(CHI 760D)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括120°C溶剂热处理5小时,随后洗涤干燥。表征手段包含SEM、TEM、XRD、XPS、BET、UV-Vis、PL。气体传感测试通过静态体系测量电阻变化;光催化测试在氙灯照射下降解甲基橙;光电化学测量采用三电极体系。
5:数据分析方法:
响应值定义为Ra/Rg比值;光催化速率常数由紫外-可见吸收计算得出;对传感与催化性能进行统计分析。
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SEM
EVO
ZEISS
Recording scanning electron microscopy images for morphological analysis.
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XRD
D8 advance
Bruker
Evaluating X-ray diffraction patterns for crystal structure analysis.
-
XPS
Escalab 250Xi
Thermo Fisher Scientific
Conducting X-ray photoelectron spectroscopy measurements for chemical state analysis.
-
PL spectrometer
Fluoro MAX-4
HORIBA Jobin Yvon
Carrying out photoluminescence spectra for recombination rate analysis.
-
TEM
JEM-2100
Collecting transmission electron microscopy images for structural analysis.
-
BET analyzer
BELSORP-mini II
Conducting nitrogen adsorption-desorption measurements for specific surface area analysis.
-
UV-Vis spectrometer
UV3600-MPC3100
Recording UV-Vis absorption spectra for light absorption property analysis.
-
Gas sensing system
Huachuang Ruike Science and Technology Co. Ltd.
Testing gas sensing properties in a static measuring system.
-
Photochemical reaction instrument
Shanghai Yuming Instrument Co. Ltd.
Irradiating samples with Xe lamp for photocatalytic activity tests.
-
Electrochemical workstation
CHI 760D
Conducting transient photocurrent measurements in a three-electrode system.
-
Xe lamp
500 W
Providing light irradiation for photoelectrochemical and photocatalytic experiments.
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