納米MoO3的水熱合成及氣敏性能研究.pdf

1、三氧化鉬是一種寬帶隙的N型半導(dǎo)體,其具有特殊的層狀結(jié)構(gòu),在電學(xué)、催化和氣敏方面都有十分廣泛的應(yīng)用,是一種重要的功能材料,近年來受到越來越多研究者的關(guān)注。但總的來講,目前關(guān)于對納米三氧化鉬的合成及性能研究相對于ZnO、TiO2、SnO2等金屬氧化物要少得多,這可能是由于鉬的價(jià)格比較昂貴。因此,深入探索研究氧化鉬的合成方法及性質(zhì)用途具有重要的實(shí)際意義。
　　如今已有多種方法能夠成功合成出純度較高的三氧化鉬,但如何使生產(chǎn)流程更簡單、成本

2、更低廉、效率更高,以及控制材料的尺寸使其達(dá)到納米尺寸,仍具有很大的挑戰(zhàn)。納米技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的一大研究熱點(diǎn),這是因?yàn)椴牧系某叽鐚Σ牧系男阅苡绊懼卮?當(dāng)材料的晶粒尺寸減小到納米級別時(shí),材料將表現(xiàn)出很多與普通材料完全不同的性能。在這樣的背景下,筆者開始了本文的研究,旨在探索納米三氧化鉬的水熱合成及微觀形貌的控制方法,并研究三氧化鉬不同微觀形貌對其氣敏性能的影響。本文的主要內(nèi)容如下:
　　首先,研究了水熱反應(yīng)中,不同酸性介質(zhì)對產(chǎn)物形貌的影

3、響。采用鉬酸鹽為鉬源,分別以雙氧水、硝酸、鹽酸為酸性介質(zhì),在不添加任何表面活性劑的條件下,水熱反應(yīng)均得到正交相的一維納米三氧化鉬,這主要與正交三氧化鉬的原子排列方式有關(guān)。
　　其次,研究了水熱反應(yīng)中,不同添加劑對產(chǎn)物種類及形貌的影響。發(fā)現(xiàn)某些添加劑因本身會(huì)與鉬酸鹽發(fā)生反應(yīng)而使反應(yīng)結(jié)束得不到氧化鉬,而某些添加劑則會(huì)嚴(yán)重影響氧化鉬的擇優(yōu)取向生長,改變其微觀形貌。文章重點(diǎn)研究了常用陽離子表面活性劑CTAB對產(chǎn)物形貌的影響,并對其成形機(jī)理

4、進(jìn)行了分析。由于不同CTAB濃度下,其膠束形狀的不同,最終使得產(chǎn)物的形貌差異較大。
　　最后,對幾種具有代表性的不同形貌的三氧化鉬進(jìn)行了氣敏性能測試。分別測試了納米帶、納米網(wǎng)、海膽結(jié)構(gòu)及微米顆粒結(jié)構(gòu)的三氧化鉬對500ppm濃度乙醇?xì)怏w的靈敏度—工作曲線和響應(yīng)—恢復(fù)時(shí)間曲線。結(jié)果表明,四種不同形貌的三氧化鉬對乙醇?xì)怏w的最佳工作溫度均為250℃左右,具有最大比表面積和眾多空隙結(jié)構(gòu)的納米網(wǎng)狀三氧化鉬具有最大的靈敏度,海膽結(jié)構(gòu)及納米帶結(jié)構(gòu)