納米氧化鎢的調(diào)控合成及其氣敏性能研究.pdf

1、面對(duì)日益增長(zhǎng)的能源需求和環(huán)境問(wèn)題，可再生能源的轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和利用都變的尤為重要。與能源相關(guān)的技術(shù)性能都強(qiáng)烈的依賴于所使用材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。多種材料包括金屬、金屬硫化物、氧化物、碳化物、氮化物以及磷化物都已有所發(fā)展，其中，氧化鎢材料由于具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)而在光催化劑、氣敏傳感器、電化學(xué)和光線療法等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)水熱法和兩相溶劑熱法合成出了不同形貌及不同化學(xué)組成的氧化鎢納米材料：WO3納米棒束、WO3-x納米線和WO3-x/

2、GO復(fù)合材料。并對(duì)所合成的氧化鎢納米材料進(jìn)行了一系列的氣敏性能研究。得到的主要結(jié)果和結(jié)論如下：
　　首先，以Na2SO4為形貌調(diào)控劑，通過(guò)水熱法制備出了不同形貌的WO3納米材料。通過(guò)考察Na2SO4的加入量，我們得到了不同形貌和不同尺寸WO3納米棒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Na2SO4的加入不僅在很大程度上影響納米WO3的形貌，而且對(duì)納米WO3的晶型也有很大影響。我們對(duì)所獲得的幾種不同形貌、尺寸的WO3納米材料進(jìn)行了一系列的氣敏性能研究。與

3、其他樣品相比，WO3納米棒束傳感器對(duì)甲酸表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏響應(yīng)性（100 ppm甲酸，Ra/Rg=51.3），而且在干擾氣體中有較好的氣敏選擇性。
　　然后，我們以鎢酸鈉為鎢源，采用簡(jiǎn)單的兩相法，成功制備出超細(xì)的非計(jì)量比氧化鎢（WO3-x）納米線。該納米線的直徑約2-3 nm，長(zhǎng)徑比高達(dá)100，并且在較低溫度（100℃）下對(duì)NO2氣體展現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏響應(yīng)性（10 ppm NO2， Rg/Ra=56.0）及氣敏選擇性。我們也對(duì)該WO3

4、-x納米線的形成條件進(jìn)行了初步的探究，實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)體系中合適的pH值和適量的油胺是合成WO3-x納米線的關(guān)鍵因素。
　　最后，采用兩相溶劑熱法，以含有豐富羥基和羧基的GO作為載體和形貌調(diào)控劑，成功制備出了非計(jì)量比結(jié)構(gòu)的WO3-x/GO復(fù)合材料，并考察了回流溫度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。我們對(duì)得到不同形貌的WO3-x/GO復(fù)合材料進(jìn)行了一系列的氣敏性能測(cè)試。與其他樣品相比，顆粒尺寸較小的發(fā)散式的星狀WO3-x/GO復(fù)合材料對(duì)NO2氣體表現(xiàn)