碳掺杂三氧化钨的制备及其性能研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyonSynthesisandPropertiesofCarbon-dopedTungstenTrioxideByTengXiaoSupervisor：Prof．HongchangYaoAppliedChemistryDepartmentofChemistryandMolecularEngineeringMay,2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行

2、研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：面日吞‘日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用

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4、D、TEM、SEM、HRTEM、XPS、Ramanspectra等研究手段对样品进行表征分析，系统地研究了该材料对丙酮的选择性及材料的稳定性，并以亚甲基蓝为模型污染物考察了该材料的光催化活性。主要结果如下：(1)用模板法制备的碳掺杂WO，为单斜相，通过SEM、TEM、HRTEM等测试手段分析结果表明：WO，．500纤维直径为5．10gm，由直径20一40hid的超细纳米晶粒组成，并含有大量的微孔和中空结构。随着煅烧温度的升高，晶粒尺寸增大。样品的XPSCls谱中282．2eV的W-C键的峰、拉曼光谱出现有序碳的

5、G峰等结果表明碳原子掺杂入W03的晶格。(2)通过在不同工作条件下对丙酮、甲醇、乙醇、氨气等气体的气敏测试，发现碳掺杂WO，对丙酮气体表现出了很高的选择性和灵敏度。在300℃最佳工作温度下材料的最低检测浓度达到O．1ppm，材料最佳煅烧温度确定为500℃，其中WO，．500样品对5ppm丙酮气体的灵敏度达到了7．9；在相对湿度95％条件下，对5ppm的丙酮电阻灵敏度仍有5．72。通过重复气敏测试发现其具有长期稳定性，H2S等有毒气体不会导致气敏材料失活。(3)相比于纯W03，W03．500对亚甲基蓝的降解催化活

6、性明显提升。其中在可见光照射条件下，W03．500和H202构造的类芬顿体系，在120min内对亚甲基蓝的降解率达到97．1％。W03．500和H202的协同作用是提升亚甲基蓝降解速率和降解率的主要原因。碳掺杂W03催化剂有很好的稳定性并易于从降解体系中分离，催化剂的重复利用仍然表现出很高的催化活性。关键词：三氧化钨：碳掺杂；气敏性能；丙酮；光催化AbstractTungstentrioxide(W03)asanimportantfunctionalmaterial，ithasawiderangeofappli

7、cationsintermsofgasdetectionandphotocatalysis，theexcellentpropertiesdependentonitsspecialmicrostructureandmorphology．Inthispaper,thequasi。one—dimensionalcarbondopedW03nanofibers(C．dopedW03)weresysthsisedbyusingcoRonfibersastemplates，whichweredesignedtoimprov

8、etheirgas。sensingandphotocatalyticpropertiesbythemeansofdopingcarbonandconstructingquasi-one—dimensionalnanostructures．TheC．dopedW01werecharacterizedbyX—raypowderdiffraction，transmissionelectron