氧化鉬微結(jié)構(gòu)控制合成及氣敏性能.pdf

1、MoO3是禁帶寬度為3.3 eV的n型半導(dǎo)體氧化物，近年來因其對易燃易爆有毒氣體優(yōu)良的氣敏性能而得到了人們的廣泛關(guān)注。MoO3常見物相有正交相(α-MoO3)、六方相(h-MoO3)和單斜相(β-MoO3)三種，其中正交相是熱力學(xué)穩(wěn)定相，六方相與單斜相是熱力學(xué)介穩(wěn)相。本文利用條件溫和的水浴法和水熱法，在不添加表面活性劑的條件下，合成了h-MoO3和α-MoO3微結(jié)構(gòu)，并研究了其氣敏性能。
　　利用條件溫和的溶液法，以濃硝酸酸化的鉬

2、酸銨飽和溶液為初始反應(yīng)物，通過改變反應(yīng)介質(zhì)的水醇比和反應(yīng)時間，65oC水浴下制備出不同形貌的h-MoO3微米棒。利用所制備的h-MoO3微米棒作為基體制備燒結(jié)型氣敏傳感器件，340oC的工作溫度下對不同濃度的三甲胺氣體進(jìn)行氣敏性能測試。結(jié)果表明，水醇比為15:15、反應(yīng)時間為30 min時制備的樣品氣敏性能最好，器件對500 ppm的三甲胺氣體測量靈敏度可達(dá)95.2，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別為10 s和7 s。尤其是，在這種反應(yīng)條件下制備

3、的h-MoO3對低濃度的三甲胺有著良好的氣敏性，當(dāng)三甲胺氣體濃度為1 ppm時，其靈敏度仍可達(dá)2.61。這種良好的氣敏性能可能是由于反應(yīng)介質(zhì)中無水乙醇的加入，使得到的h-MoO3六棱柱表面出現(xiàn)層片狀結(jié)構(gòu)；且反應(yīng)時間適中，所得到的h-MoO3尺寸適中，因而使得其具有較大的比表面積，從而有利于還原性氣體的表面反應(yīng)過程。
　　利用低溫水浴法，對酸化若干天的鉬酸銨飽和溶液進(jìn)行處理，通過研究改變酸化天數(shù)和反應(yīng)時間，在95oC下制備了不同形貌

4、的h-MoO3微米花球。利用所得到的h-MoO3微米花球制備燒結(jié)型氣敏傳感器件，340oC工作溫度下對不同濃度的三甲胺氣體做了氣敏性能測試。結(jié)果表明，酸化時間為40天、反應(yīng)時間30 min時制備的樣品氣敏性能最佳，對500 ppm三甲胺靈敏度可達(dá)到272，較前述h-MoO3微米棒提高了2.85倍，響應(yīng)和恢復(fù)時間分別為8 s和7 s，在低濃度1 ppm下，其靈敏度能夠達(dá)到4.44。h-MoO3微米花球較h-MoO3微米棒氣敏性有了較大的提

5、升，可能是由于酸化一段時間后的鉬酸銨飽和溶液在水浴反應(yīng)的過程中生成的微米棒自組裝成微米花球，從而大大提高其比表面積，且增加了(001)面的比例，改善了其氣敏性能。
　　將市售 MoO3溶于33％的雙氧水中，并在硝酸的作用下170oC水熱反應(yīng)，得到了α-MoO3納米帶。為進(jìn)一步提升其氣敏性能，采用簡單的液相法在其表面進(jìn)行修飾，制備了p-CuO/n-MoO3異質(zhì)結(jié)納米帶。對制備出的樣品進(jìn)行氣敏性能測試結(jié)果表明，當(dāng)CuO與α-MoO3理