高活性纳米三氧化钨的制备表征及光催化分解水制氢研究(5)
1.1.7 水解法
许多化合物与水结合便可水解生成相应的沉淀物，利用这一性质可制备超细粒子。水解反应原料是金属盐和水，可分为无机盐水解法和金属醇盐水解法。
段潜等[23]在N2保护下，将一定化学配比的WCl6和乙醇依次缓慢加入到带冷凝装置的烧瓶中，5℃-10℃下使其充分反应，反应产生的HCl由N2带走，溶液由淡黄色变为蓝色，反应时间6h，结束后，在N2保护下过滤，得到一定粘度透明的蓝绿色钨醇盐溶液。向制得的钨醇盐溶液中再加入一定量的醇(起溶剂作用)和交联剂，在N2保护下使其充分混合均匀，形成粘度适合的制膜液。将ITO玻璃清洗吹干后浸渍在膜液中，以一定的提拉速度(4mm/min)浸渍提拉后，室温下充分水解和缩聚，于200℃进行热处理得到无色透明的WO3电致变色薄膜。
甲氧基钨W(OCH3)6的甲醇溶液即使暴露在空气中也能迅速水解，在酸性液中即可完全水解，反应式为:
W(OCH3)6 + (n+3)H2O === WO3•nH2O↓ + 6CH3OH （1-3）
控制加水量，所得的WO3•nH2O沉淀可以是絮状的聚合胶体沉淀，也可以是粉状的白色沉淀。两者经过滤，水洗，干燥焙烧后可得WO3纳米颗粒[24]。
莫春生等[25]认为烷氧基钨水解过程是一个较为复杂的化学过程，控制不同的水解条件，如浓度、pH，所得水解产物的聚结程度都会不同；此外，水解后的干燥、脱水方式也都会影响粒子的性能。
1.1.8 气相法
气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或者化学变化，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。
Li S T等[26]根据文献利用蒸发-凝结法制得纳米氧化钨。他们利用高能激光作为加热源，使金属蒸发汽化，在气体介质中骤冷，使之凝结成纳米粉体。这一过程无需高温和雾化的化学前驱体并可以很好的控制粒子大小和团聚。Gunnar A．Niklasson等[27]采用气体中蒸发法，在空气气氛下，加热钨丝制得WO3纳米颗粒。控制蒸发系统的气压在133．3Pa～1 199．9 Pa之间，W与O2反应形成氧化钨，细颗粒形核、成长，并通过气体对流传质。得到平均尺寸为7nm-2l nm，三斜晶相和单斜晶相的WO3。
1.2 三氧化钨的应用
氧化钨具有优良的物理化学性质，其超微粉体对电磁波的吸收能力很强，在太阳能的利用方面，可作为优良吸收材料；在军事上可做重要的隐形材料；而且它又具有特殊的催化性能，如在燃料电池中做阳极电极中的催化材料，还常与二氧化钛掺杂做光催化剂等。作为过渡金属的化合物，WO3具有电致变色性能及良好的催化性能，还有对多种气体的敏感性，使得其成为一种很有潜力的多功能材料。
1.2.1 电致变色的应用
电致变色效应[28] (Electrochromci)是指材料的光学性能在电流或外加电场的作用下，物质的颜色发生稳定的、可逆的变化现象，简称电色效应。
WO3是一种重要的电致变色材料，当WO3与H+或Li+一起吸收电子而还原时，氧化钨吸收并反射光，呈现灰蓝色。1969年Dbe[29]首先采用无定形WO3薄膜制作电致变色器件，并提出了“氧空位色心”机理，Dbe因此被认为是这一现象的发现者。WO3在光学电致变色灵巧窗、二次锂电池的活性阴电极和其他各类电致变色装置上有着广阔的应用前景。
灵巧窗是电致变色材料的一个重要应用，可根据需要动态调节太阳能的输入输出和可见光谱。因其可实现光密度连续可逆的变化，而且低功耗，故作为节能玻璃窗可广泛应用于建筑、汽车、飞机、宇宙飞船等领域。
吹冰方WO3、单斜WO3、吹冰方LixWO3+x/2等均可作二次锂电池的活性阴极材料，其中吹冰方WO3容量更高，有更高的Li+扩散系数，Li+插入的可逆性更强[30]。WO3应用于电化学器件和电致变色器件，均基于电化学插入反应[17]。