水熱條件對三氧化鎢納米棒形貌的影響

以鎢酸鈉為原料，硫酸鉀為輔助鹽，利用水熱法合成三氧化鎢（WO3）納米棒。利用D/max2500PC型全自動粉末X射線衍射儀進行物相分析；利用JSM-7001F型熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡和JEM-2100型高分辨率透射電子顯微鏡對樣品的微觀結構進行觀察和分析，水熱法制備過程中溫度與Ph值的變化對三氧化鎢納米棒形貌影響如下：

反應溫度相同時，不同pH值下水熱法體系中合成WO3。在水熱法體系中pH值為0。5時獲得了較粗的短棒狀WO3，還有少許的塊體狀WO3。當反應溫度相同時，隨著pH值的增大，合成的棒狀WO3的長徑比增大，但是其長徑比不等，與此同時，塊體狀WO3消失。隨著pH值的進一步增大，所獲得WO3棒的長徑比也隨之變大，其形貌分布趨于均勻化。因此，反應溫度相同時，水熱法體系中隨pH增大，合成WO3棒的長徑比是增大的。

反應體系的pH值一定時，不同反應溫度和時間下水熱法體系中合成WO3。當反應體系pH值相同時，隨著反應溫度的升高，合成WO3棒的長徑比繼續(xù)增大，并且其所有WO3棒的長徑比趨相等。當反應溫度和pH值一定時，隨著反應時間的延長，獲得WO3棒的長徑比增大。所以，當水熱反應體系的pH值相同時，反應溫度的升高和反應時間的延長都有利于WO3棒的長徑比增大。

在反應溫度為240℃、pH為1.5和反應時間72h下水熱法體系中合成WO3。此條件下合成WO3的直徑為小于100nm的納米棒，該WO3納米棒為晶體結構。其原因是：一方面，鎢酸鈉在酸性環(huán)境中被酸化后，它形成了鎢酸或者鎢酸酐，然后在高溫和高壓的作用下鎢酸或者鎢酸酐被分解為WO3。另一方面，WO3是一種各向異性的材料，更容易沿一維方向生長，因此，高溫和高壓的作用下鎢酸或者鎢酸酐被分解為的WO3更加容易生長成納米棒。