WO3介孔材料的研究进展.pdfVIP

第30卷，第6期 光 谱 实验室 V01．30，No．6 2013年11月 ChineseJournal 3 of SpectroscopyLaboratory W03介孔材料的研究进展① 牟婉君②。李兴亮 陈琪萍 钟正坤 (中国T程物理研究院核物理与化学研究所四川省绵阳市919信箱216分箱621900) 摘要结合近几年国内外相关文献．介绍了近几年国内外有关W03介孔材料合成与应用的研究进 展，分析了WO。介孔材料的未来发展趋势。 关键词三氧化钨；合成；应用 中图分类号：0652 文献标识码：A 文章编号：1004—8138(2013)06—3073—06 1 引言 介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料[1]，它一诞生就得到国际物理学、化 学与材料学界的高度重视，并迅速发展成为研究热点。它利用有机分子一表面活性剂作为模板剂，与 无机源进行晁面反应，以某种协同或自组装方式形成由无机离子聚集体包裹的规则有序的胶束组 装体，通过煅烧或萃取方式除去有机物质后，保留下无机骨架，从而形成多孔的纳米结构材料。介孔 材料虽然目前尚未获得大规模的工业化应用，但它所具有的孔道大小均匀、排列有序、孔径可在 2—50nm范围内连续调节等特性，使其在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料等方面有着巨 大的应用潜力，引起国际广泛的关注。 按照化学组成分类，介孔材料一般可划分为硅基和非硅基组成两大类，前者近几年研究的较 多，具有不同结构特征的介孔二氧化硅已很容易制备，但其性能难以满足不同领域的应用要求，人 们开始将眼光转向后者的研究。非硅基介孔材料主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等，由 于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的应用领域，展示硅基介孔材料所不能及 的应用前景【z]，而日益受到关注．但相对于硅基介孔材料，非硅基组成的介孔材料由于热稳定性较 差，经过煅烧，孔结构容易坍塌，且比表面、孔容均较小、合成机制还欠完善，因此该类研究不及硅基 道¨’7]，从此发展变得迅速。但同硅介孔材料相比，有序非硅基介孔材料重视很少，一直只专注于非 硅基材料的文章寥寥可数。 ①中国工程物理研究院科技发展基金支持(201280301034) ②联系人，电话：(0816)2494854；传真：(0816)2484278；E—mail：muw}1012@163．corn 作者简介：牟婉君(1983一)，女．陕西省宝鸡市人．助研．主要分离材料研究。 收稿日期：2013．05—15；接受日期：2013—06—13 万方数据 光谱实验室 第30卷 钨基氧化钨属于非硅基介孔材料的主要组成部分，钨基氧化物由于价态变化大，氧含量难确 定，结构相变多和电学性质复杂等原因而一直未能在实际中得到较广泛的应用，它的应用潜力远未 得到充分发挥，近年来，人们发现钨基氧化物除作为催化、电致变色、蓄电池电极和微波材料之外， 还具有热敏、气敏和压敏等半导体功能材料的性质，其中三氧化钨(WO。)是一种非常重要的功能材 料。如果能够得到具有介孔结构的三氧化钨材料，使其在具有本身优异性能的同时具有孔道均匀、 比表面积大等独特的性质，使其在生物医药领域、环境能源领域及分离和吸附等领域都有广泛的应 用口舟]。本文主要介绍WO。介孔材料的发展，综述了近年来这类材料的合成及应用研究情况。 2 W0。介孔材料的制备方法 2．1水热法 主要以长链有机物为模板，六氯化钨为钨源，在乙醇中凝胶化后通过煅烧或者溶剂萃取除去有 模板时，需多次萃取却难以除尽，同时氧化钨难以充分结晶，因此这类方法最终难以得到结构较好 的氧化钨介孔材料。最早关于氧化钨介孔材料在1 钨介孔材料合成的最主要因素之一，但合成的产物都存在层状相，XRD图谱显示的衍射峰都比较 复杂。1996年Gerald等人采用水热法对WO。介孔材料进行更深入的研究[19|，在pH4—6范围内得