納米WO-,3-和Au摻雜納米WO-,3-材料的合成及氣敏性能研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)發(fā)展、能源開發(fā)、科學(xué)研究、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)以及家庭生活等各個方面的需要，對可燃性氣體和有毒氣體的檢測變得越來越迫切。尤其是研制選擇性好、靈敏度高、響應(yīng)恢復(fù)時間快、使用壽命長的氣體傳感器成為當(dāng)今和未來氣體傳感器研究的重要課題。因而，開發(fā)具有實(shí)際應(yīng)用價值的新型氣敏材料，便成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。自20世紀(jì)80年代以來，隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，納米材料已成為凝聚態(tài)物理學(xué)和材料學(xué)的一個新的增長點(diǎn)。當(dāng)一些材料的尺寸達(dá)到納米級時可表現(xiàn)

2、出許多特殊效應(yīng)，在信息功能材料、催化、磁性材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。作為過渡金屬氧化物，WO3是一種n型半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)良的氣敏特性。近年來經(jīng)過眾多的國內(nèi)外研究者的共同努力，在提高WO3基氣敏材料氣體靈敏度、選擇性、降低工作溫度以及進(jìn)行不同摻雜和改進(jìn)工藝等方面都去等了不同程度的進(jìn)展，其中行之有效的辦法就是貴金屬摻雜。WO3對較小濃度的有毒氣體NO2具有較高的靈敏度，有望滿足空氣質(zhì)量的和汽車尾氣檢測的需要。WO3不僅對NO2具有靈敏度，對其它

3、氣體如硫化氫、氨氣、乙醇、丙酮、一氧化碳、正己烷等都有響應(yīng)。為了提高其選擇性，在制備的過程中加入貴金屬Au來獲得高選擇性的氣體傳感器，然后對其做相關(guān)表征，再在不同的操作溫度下，對雜化材料進(jìn)行氣敏性能測試，同時與未摻雜的材料的氣敏性能相比較。
　　 本文以膠溶法制備了WO3納米粉體，為了改善氣敏元件的氣敏性能，我們用膠溶-共沉淀法將貴金屬(Au)摻雜到基體材料WO3中，考察了摻雜前后氣敏性能的差異。主要的研究成果包括：①用膠溶法制

4、備WO3納米顆粒，XRD數(shù)據(jù)結(jié)果表明，WO3的平均粒徑為20-30nm，顆粒的結(jié)晶度良好，為正交晶系。分別在二氧化氮、硫化氫、乙醇、氨氣、正己烷、丙酮一氧化碳?xì)夥罩袦y試其氣敏性能。測試結(jié)果表明：WO3氣敏元件對硫化氫、乙醇、正己烷、丙酮的響應(yīng)較差，對氨氣有較強(qiáng)的響應(yīng)，而對二氧化氮?dú)怏w有較高的靈敏度，且選擇性較好，且對二氧化氮?dú)怏w響應(yīng)的最佳操作溫度較低。②用膠溶-共沉淀法制備了Au-WO3(Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.25％、0.5％、1.0