納米氧化鎢的調(diào)控合成及其氣敏性能研究.pdf

1、面對日益增長的能源需求和環(huán)境問題，可再生能源的轉(zhuǎn)換、儲存和利用都變的尤為重要。與能源相關的技術性能都強烈的依賴于所使用材料的結(jié)構和性質(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特的物理化學性質(zhì)而在光催化劑、氣敏傳感器、電化學和光線療法等領域得到廣泛的應用。本文通過水熱法和兩相溶劑熱法合成出了不同形貌及不同化學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復合材料。并對所合成的氧化鎢納米材料進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，通過水熱法制備出了不同形貌的WO3納米材料。通過考察Na2SO4的加入量，我們得到了不同形貌和不同尺寸WO3納米棒，實驗結(jié)果表明，Na2SO4的加入不僅在很大程度上影響納米WO3的形貌，而且對納米WO3的晶型也有很大影響。我們對所獲得的幾種不同形貌、尺寸的WO3納米材料進行了一系列的氣敏性能研究。與

3、其他樣品相比，WO3納米棒束傳感器對甲酸表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏響應性（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，采用簡單的兩相法，成功制備出超細的非計量比氧化鎢（WO3-x）納米線。該納米線的直徑約2-3 nm，長徑比高達100，并且在較低溫度（100℃）下對NO2氣體展現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏響應性（10 ppm NO2， Rg/Ra=56.0）及氣敏選擇性。我們也對該WO3

4、-x納米線的形成條件進行了初步的探究，實驗表明，反應體系中合適的pH值和適量的油胺是合成WO3-x納米線的關鍵因素。
　　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，成功制備出了非計量比結(jié)構的WO3-x/GO復合材料，并考察了回流溫度對產(chǎn)物形貌的影響。我們對得到不同形貌的WO3-x/GO復合材料進行了一系列的氣敏性能測試。與其他樣品相比，顆粒尺寸較小的發(fā)散式的星狀WO3-x/GO復合材料對NO2氣體表現(xiàn)