结论   25

致谢   26

参考文献   27

1  绪论

1。1  引言

钨这种金属是为我国带来巨大利益的具有战略地位的资源，储量排列全球第一。WO3属于典型的过渡族金属氧化物，并且是一种常见的n型半导体材料，其禁带宽度较宽。它具有多种对称型结构，如单斜、六方、立方等结构，被广泛应用于太阳能转换循环、光致变色、污水处理、生态改善、燃料电池和军用隐形等方面。随着最近几十年期间半导体行业的迅猛发展，加上其具有各种各样有益于发展的性能，尤其是它的光致变色[1,2]、电致变色[3]、光催化[4]、气敏[5]等性能。如今，国内主要研究WO3粉体或薄膜的高效率制备以及对它进行掺杂后其性能的改变等方面。尤其是纳米WO3大受人们的喜爱，其没有毒性、对人类和环境无害、化学性质相当稳定、成本低廉以及对可见光有较好的、快速的响应。尺度划分到纳米领域这个新世界时，因为WO3到达纳米尺寸时，它的比表面积会变得惊人的巨大，其量子尺寸效应[6]和宏观量子隧道效应[7]等此时非常显著，所以研究人员对它的研究热度也持续升温，其性能涉及的纳米尺度的机制也逐渐被人们掌握，其在各方面的应用也逐渐表现出来，WO3结构如图1。1所示。

纳米WO3是一种性能非常优异的材料，广受人们的关注，而且其制备方法在很大程度上影响着其特性，从而影响着它的实际应用。目前，人们通过各具特色的物理化学方法来制取纳米WO3，常见的有溶胶-凝胶法[8]、化学气相沉积法[9,10]、热蒸发法[11]、物理气相沉积法[12]、水热法[13]、热注入法[14,15]等。现在，宏观结构的块体WO3材料拥有的多样的性能以及在各个领域的应用已经远远赶不上纳米结构WO3，譬如纳米结构WO3材料的电致变色性能远比块体WO3要更加的优异。现在一种方便的新颖的电沉积方法制得的纳米WO3薄膜在各方面都比非晶WO3薄膜优秀，而且在电沉积过程中，我们还可以通过调控电沉积的各种参数（如反应电势、电流密度、温度、反应时间等）来获得薄膜各种优异的性能。

（a）晶态WOx                    （b）非晶态WOx

（c）WO3晶体结构           （d）六方晶型的WO3结构

图1。1 WO3结构图

1。2  纳米WO3的制备方法

纳米WO3的制备方法包罗万象，各自有各自的优势和缺点，总体分为三类，即固相法、液相法、气相法。

1。2。1  固相法

固相法具体如下，将准备好的原材料按某种特殊的配比混合在一起，研磨或球磨后进行高温煅烧或热压烧结，这一过程里原料之间发生各种物理化学反应，进而得到需要的超细粉体。固相法的优点：工艺过程简便、不使用溶剂、污染小、产出率高、反应条件容易调控等，固相法的缺点：固相原料分解时易放出某些有毒有害气体，对大气和环境污染大，同时颗粒粒度分布范围较广且容易发生团聚，需二次粉碎，从而成本会显著提升。

固相法中最常见的是固相热分解法，其一般过程是将钨源与辅助剂按特定质量比混合，然后研磨至一定粒径，将其放入惰性气体氛围的高温炉中，在一定温度下烧结一定时间，待冷却后即可获得氧化钨粉末。烧结温度和烧结时间会影响到产物的形貌、晶体结构等。

1。2。2  气相法

此法可分类为物理气相法和化学气相法，两法都涉及气相粒子形成晶核、晶核逐渐长大、凝聚等相关的粒子生长基本过程。物理气相合成法大部分都是在真空或惰性气体氛围下的原材料蒸发-粒子冷凝过程。化学气相合成法通常有低压和常压化学气相合成法、等离子体增强化学气相合成法和光化学气相合成法等。气相法要求的成本高、设备较昂贵、操作过程很繁琐，所以其工业应用很难发展。 氧化钨纳米阵列薄膜制备及其性能研究(2):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_150171.html