研究目的
开发一种以碳化钨和石墨为前驱体合成纳米结构WO3及石墨烯/WO3纳米复合材料的新方法，并研究其结构和形貌特性。
研究成果
该新方法成功合成了三氧化钨(WO3)纳米棒和石墨烯/三氧化钨纳米复合材料，碳的引入显著影响其形貌与结构。非原位制备得到与还原氧化石墨烯(RGO)共价键合的单斜相WO3纳米棒，而原位制备则形成多相WO3纳米结构。该方法成本低廉、设备简单，具有多种应用潜力。
研究不足
该研究未涉及该方法在工业应用中的可扩展性或纳米复合材料在特定器件中的性能。对于温度或前驱体用量等参数变化的影响也未进行广泛探究。
1：实验设计与方法选择：
合成过程包括采用Hummer法化学氧化制备氧化石墨烯（GO），以及用硫酸和KMnO?氧化碳化钨（WC），随后在500°C下进行热处理。纳米复合材料的形成采用原位和异位两种方法。
2：样品选择与数据来源：
以碳化钨（WC）和石墨粉为前驱体，所有化学品均购自Sigma-Aldrich公司。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于热处理的炉子、离心机、超声波搅拌器、冰浴和玻璃基底；材料包括WC、石墨、H?SO?、KMnO?、H?O?、水及乙醇。
4：实验步骤与操作流程：
WO?合成时，先将WC在冰浴中用H?SO?和KMnO?氧化，再加入H?O?，经离心、干燥后分散于水/乙醇混合液，最后加热至500°C。纳米复合材料制备中，原位法是在氧化过程中添加石墨，异位法则是将GO与WO?·H?O溶液超声混合后加热。
5：数据分析方法：
表征技术包括扫描电镜（SEM）观察形貌、X射线衍射（XRD）分析晶体结构、傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测官能团及相互作用，晶粒尺寸通过谢乐公式估算。
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scanning electron microscope
JSM-5900 LV
JEOL
To examine the morphology of the materials
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X-ray diffractometer
Bruker diffractometer with CuKα radiation
Bruker
To investigate the crystalline structures of the samples
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Fourier Transform Infrared spectrophotometer
Vertex 70
Bruker
To record FTIR spectra in transmittance mode
-
furnace
For thermal treatment of samples at 500°C
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centrifuge
To separate solid products from solutions
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ultrasonic agitator
To achieve homogenous suspensions of GO and mixtures
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