六方相WO3高活性面有毒有害氣體吸附與傳感機(jī)理研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境中有毒有害氣體（如CO，NOx，NH3，H2S等）的排放量不斷增多，對(duì)人類的身體健康和環(huán)境造成了極大的危害。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，科學(xué)工作者對(duì)各種新型高靈敏度高性能低功耗的氣敏傳感器進(jìn)行了廣泛的研究。本工作用基于密度泛函理論方法從原子水平上對(duì)六方相三氧化鎢(h-WO3)(001)表面上各種有毒有害分子如CO，NOx等的氣敏機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　首先，本工作利用基于第一性原理的Material S

2、tudio程序的Dmol3模塊研究了h-WO3(001)表面對(duì)CO的氣敏機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)在WO-終止的(001)表面CO發(fā)生了很強(qiáng)的物理吸附，CO失去0.14e傳遞到表面，從而降低有效降低了表面的電阻。在O-終止的(001)表面CO被表面的單配位氧位(O1c)氧化為CO2，發(fā)生了化學(xué)吸附，同時(shí)CO2分子作為一個(gè)整體失去了0.50 e傳遞到表面，從而明顯降低了表面的電阻。表明h-WO3基傳感器材料可用于檢測(cè)CO氣體。
　　其次，在第四

3、章本工作利用與第三章相同的方法對(duì)h-WO3(001)表面存在氧空位時(shí)對(duì)CO的氣敏機(jī)理進(jìn)行了研究。同時(shí)考慮了氧缺陷密度的影響，計(jì)算結(jié)果表明氧空位的存在使h-WO3對(duì)CO的敏感性略有降低。較高的缺陷密度使得兩種終止面在一定程度上對(duì)CO的傳感效果都有所降低。O/WO-終止面的電荷轉(zhuǎn)移量分別為0.498和0.129 e。而較低的缺陷密度使得材料對(duì)CO的傳感效果明顯降低。
　　第五章和第六章我們運(yùn)用密度泛函理論研究了h-WO3(001)表面