基于阳极氧化铝模板的三氧化钨微纳结构及其光电性能

发布时间：2017-04-01 20:13

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【摘要】：钨是我国存储量非常丰富的金属之一,而且纳米氧化钨作为一种重要的新型材料,在电子,能源,军工领域有广泛的应用。所以,开发高性能的氧化钨纳米材料有着极其重要的现实意义。WO3是典型的阴极电致变色材料之一,也是迄今为止研究和应用最广泛的电致变色材料之一。正是由于WO3薄膜具有可见光透射率变化大、价格低、循环性能好、使用寿命长等优点,逐渐的成为人们讨论的热点。目前WO3薄膜的制备、电致变色性能、光催化已经有过相对广泛的研究。制备WO3薄膜的方法有很多:真空蒸镀法、电化学沉积法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、磁控溅射法。其中磁控溅射法是一种广泛使用的制备方法,薄膜附着力比较好,膜厚均匀易控制,既便于实验研究,也易于大规模的工业生产。这些优点促使磁控溅射法成为相对理想的制备方法。本文通过射频(RF)磁控溅射法制备WO3薄膜,在实验的过程中我们主要研究了氩氧的比值、溅射时的功率和反应压强对所制备样品电致变色性能的影响。所制备的样品通过光纤光谱仪测试其着色态和褪色态的透射光谱得出制备薄膜的最佳条件,利用电化测试系统,以0.1mol/L的LiClO4的碳酸丙烯酯(PC)溶液作为电解液进行恒电位极化、循环伏安曲线测试,进一步对其电致变色性能进行深入的探究。WO3薄膜除了电致变色性能以外,其超导、光致变色等一系列的性能也得到了广泛的研究。但是其半导体性能却没有得到充分的利用。而WO3薄膜的半导体性能正是基于WO3薄膜是一种光催化材料的基础。当今社会的环境问题变得日益严重,在这种情况下光催化技术作为可以对环境污染起到治理作用的技术更加的被人们和社会所关注,并且渐渐地成为近些年来全球热门的研究领域之一。相对于研究比较集中和成熟的WO3粉体和晶态的WO3薄膜来说,其体积效应、表面效应和量子尺寸效应非常的显著。较晶态的WO3薄膜来说,磁控溅射制备的非晶态的薄膜不需要进行高温退火,从而简化了其制备工艺。即便如此,还是可以通过改变非晶的WO3表面形貌来提高其光催化性能。本文以阳极多孔氧化铝(AAO)为基底,制备了表面为规则正六边形的非晶WO3薄膜,有效的提高了其光催化性能。
【关键词】：RF磁控溅射法 WO3 WO3/AAO 电致变色 光催化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 电致变色材料的特性12-14
• 1.2.1 电致变色材料的种类12-13
• 1.2.2 电致变色材料的发展13
• 1.2.3 应用前景及存在的问题13-14
• 1.3 WO_3的基本性质14-15
• 1.3.1 WO_3的晶体结构14-15
• 1.3.2 WO_3的制备方法15
• 1.4 WO_3在电致变色材料上的应用15-16
• 1.4.1 WO_3电致变色简介15-16
• 1.4.2 WO_3电致变色装置和原理16
• 1.5 WO_3薄膜在光催化方面的应用16-18
• 第二章 三氧化钨的制备方法及表征手段18-23
• 2.1 WO_3薄膜的制备方法18-20
• 2.1.1 磁控溅射法18-19
• 2.1.2 溶胶凝胶法19-20
• 2.2 WO_3薄膜的表征20-23
• 2.2.1 X射线衍射物象分析20
• 2.2.2 扫描电子显微镜20-21
• 2.2.3 透射谱21
• 2.2.4 光催化性能21
• 2.2.5 电化学性能21-23
• 第三章 磁控溅射和溶胶凝胶法制备三氧化钨薄膜及表征23-39
• 3.1 磁控溅射法制备WO_3薄膜23-30
• 3.1.1 改变溅射功率制备WO_3薄膜25-27
• 3.1.2 改变溅射压强制备WO_3薄膜27-28
• 3.1.3 改变Ar-O2比例制备WO_3薄膜28-30
• 3.2 WO_3薄膜透射谱的研究30-33
• 3.3 WO_3薄膜的表面形貌33-34
• 3.4 WO_3薄膜的循环伏安性能34-36
• 3.5 溶胶凝胶法制备WO_3薄膜样品36-37
• 3.5.1 试剂与原料36
• 3.5.2 仪器与设备36-37
• 3.5.3 WO_3薄膜的制备37
• 3.6 总结37-39
• 第四章 阳极氧化铝的制备39-45
• 4.1 AAO的基本介绍39-40
• 4.2 实验材料及仪器40-41
• 4.2.1 试剂与原料40
• 4.2.2 仪器与设备40-41
• 4.3 阳极氧化前的处理41-42
• 4.4 阳极氧化法制备AAO模板42-43
• 4.5 二次阳极氧化法制备的AAO模板43-44
• 4.6 总结44-45
• 第五章 三氧化钨和阳极氧化铝的复合45-50
• 5.1 基于AAO模板WO_3薄膜的表面形貌45-47
• 5.2 基于AAO模板WO_3薄膜的光催化性能47-49
• 5.3 本章小结49-50
• 论文总结50-52
• 参考文献52-59
• 致谢59-60
• 科研成果60

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