Page 115 - 《精细化工》2020年第3期

第 3 期 童春杰，等: 苹果酸辅助水热合成 WO 3 及 WO 3 -CuCrO 2 的光催化性能 ·533·

后，样品的粒度有所减小，说明水热反应过程中， 交相 WO 3 ·0.33H 2 O 的衍射峰，当温度升至 180 ℃
部分结晶不理想的颗粒经历了溶解再结晶的过程。 后，WO 3 ·0.33H 2 O 的衍射峰已非常微弱，而在 190 ℃
图 7 为不同反应时间下制得 WO 3 样品的拉曼 和 200 ℃下反应时，样品中即只有单斜相 WO 3 的
光谱。 衍射峰，无其他杂峰出现，可见温度升高有利于含
水 WO 3 向单斜相 WO 3 的转化。

图 7 不同反应时间制得 WO 3 的拉曼光谱
Fig. 7 Raman spectra of WO 3 at different hydrothermal
reaction time

由图 7 可见，反应时间为 0.5 h 时，分别在 143、
–1
192、235、634 及 945 cm 处观察到拉曼谱峰，其
–1
中 143 cm 处对应 WO 3 ·H 2 O 的晶格振动，192 cm –1
–1
处对应 WO 3 ·0.33H 2 O 的晶格振动，235 cm 处对应
–1
WO 3 ·H 2 O 中 W—O—W 的伸缩振动峰，634 cm 处
对应 WO 3 ·H 2 O 中 O—W—O 的伸缩振动峰，945 cm –1
处对应 WO 3 ·H 2 O 和 WO 3 ·0.33H 2 O 中 W==O 双键的
伸缩振动峰。反应时间大于 1 h 后，所有样品的拉
曼谱峰接近，分别出现在 134、181、273、325、715
–1
及 806 cm 处，与单斜相 WO 3 的拉曼特征谱峰相对
–1
应。其中，134 和 181 cm 处为 WO 3 的晶格振动，
–1
273 和 325 cm 处对应 WO 3 中 O—W—O 的弯曲振
–1
动峰，715 及 806 cm 处对应 WO 3 中 W—O—W 的
伸缩振动峰 [32] 。此表征结果与 XRD 结果相对应，
水热反应体系中 0.5 h 时主要得到含结晶水的 WO 3 ，
1 h 后体系中的主要晶相物质即为单斜相的 WO 3 。
综上所述，在苹果酸的辅助作用下，在前述的
水热反应条件下，水热反应初期主要得到含结晶水
的 WO 3 ，当反应时间超过 1 h 后，WO 3 的主晶相即
转化成了单斜相，但仍含有少量的 WO 3 ·0.33H 2 O，
当反应时间超过 16 h 后，得到了纯单斜相的 WO 3 。
水热反应时间为 16 h 时所得 WO 3 样品颗粒的粒度
较小，粒度分布也较为均匀，后期的水热反应时间
即设定为 16 h。
图 8、9 为硝酸与钨原子的物质的量比为 2.8∶
1.0、苹果酸与钨原子的物质的量比为 0.8∶1.0、反

应时间为 16 h 的情况条件下，在不同反应温度下， a—170 ℃；b—180 ℃；c—190 ℃；d—200 ℃
制得 WO 3 样品的 XRD 和 SEM 图。
图 8 不同水热反应温度下制得 WO 3 的 XRD 谱图
由图 8 可见，所有样品的主晶相均为单斜相的
Fig. 8 XRD patterns of WO 3 prepared at different
WO 3 。其中，170 ℃下反应时，样品中有明显的正 hydrothermal reaction temperature