碳摻雜三氧化鎢的制備及其性能研究.pdf

1、三氧化鎢(WO3)是一種重要的功能材料，在氣體探測、光催化等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，而三氧化鎢優(yōu)異的性能依賴于其特殊的結(jié)構(gòu)與形貌。本論文通過模板法以醫(yī)用脫脂棉為模板制備準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)的碳摻雜WO3納米纖維(C-dopedWO3)，通過碳的摻雜和構(gòu)筑準(zhǔn)一維納米結(jié)構(gòu)來提高材料的氣敏性能和光催化性能。利用XRD、TEM、SEM、HRTEM、XPS、Ramanspectra等研究手段對樣品進行表征分析，系統(tǒng)地研究了該材料對丙酮的選擇性及材料的穩(wěn)定性

2、，并以亞甲基藍(lán)為模型污染物考察了該材料的光催化活性。主要結(jié)果如下:
　　(1)用模板法制備的碳摻雜WO3為單斜相，通過SEM、TEM、HRTEM等測試手段分析結(jié)果表明:WO3-500纖維直徑為5-10μm，由直徑20-40nm的超細(xì)納米晶粒組成，并含有大量的微孔和中空結(jié)構(gòu)。隨著煅燒溫度的升高，晶粒尺寸增大。樣品的XPSC1s譜中282.2eV的W-C鍵的峰、拉曼光譜出現(xiàn)有序碳的G峰等結(jié)果表明碳原子摻雜入WO3的晶格。
　　(

3、2)通過在不同工作條件下對丙酮、甲醇、乙醇、氨氣等氣體的氣敏測試，發(fā)現(xiàn)碳摻雜WO3對丙酮氣體表現(xiàn)出了很高的選擇性和靈敏度。在300℃最佳工作溫度下材料的最低檢測濃度達(dá)到0.1ppm，材料最佳煅燒溫度確定為500℃，其中WO3-500樣品對5ppm丙酮氣體的靈敏度達(dá)到了7.9;在相對濕度95％條件下，對5ppm的丙酮電阻靈敏度仍有5.72。通過重復(fù)氣敏測試發(fā)現(xiàn)其具有長期穩(wěn)定性，H2S等有毒氣體不會導(dǎo)致氣敏材料失活。
　　(3)相比于