钽钨青铜

简介

氧化钨是一个被广泛研究的过渡金属氧化物，因为它具有独特的性质可望在电变色器件、传感器、分离材料等方面得到应用，被人们广泛关注。近年来，一维过渡金属氧化物纳米材料具有特殊的光学、磁学和电子学特性，越来越受到人们的关注，而将过渡金属离子引入材料骨架结构中，改变材料的微观结构或表面属性，使其性能更优是目前对材料进行改性研究的热点。钨青铜氧化钨中的Ｗ 离子易变价态，当将过渡金属引入晶体结构中，Ｗ的价态发生变化，在Ｗ６＋，Ｗ５＋和Ｗ４＋的相互转换过程中，会出现晶格内形成不稳定的氧空位，材料表面产生缺陷等现象，将导致氧化钨表现出特异的物理化学性质，必将有重要的用途。钽属于过渡金属本身可作为电极材料，且Ta5+离子的半径较小，活性较大，可以判定钽掺杂对钨青铜的电化学性能有较大的影响。

制备

1.称取2g Na₂WO₄.2H₂O于内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，加入二次蒸馏水，磁力搅拌使其溶解；
2.再加入一定量3 mol/L盐酸溶液，控制整个反应体系pH小于1.5，向上述溶液中加入0.05 mol/L TaCl₅溶液和0.5 mol/L NH₄(SO₄)₂，搅拌2 h后密闭反应釜；
3.在170 ℃下水热处理48 h，将反应产物分别用蒸馏水洗涤至中性，再置于－40℃冷冻干燥机中冷冻干燥。

通过水热法将过渡金属钽引入六方相氧化钨结构中，获得纳米线状的TaxWO₃，样品均匀性好、纯度高。当TaxWO₃材料中Ta/W 摩尔比为0.04时达到钽掺杂氧化钨的固溶限值。以低价态、大半径的钽离子掺杂进入氧化钨的结构，对其晶胞参数产生影响，晶格发生畸变，材料表面氧空位比例增大，电子跃迁的能隙降低，材料的光催化性能明显提高。且TaxWO₃在酸性条件对H+的还原能力比较稳定，可望在燃料电池领域有潜在的应用。