纳米wot;,3gt;和au掺杂纳米wolt;,3gt;材料的合成及气敏性能研究.pdfVIP

摘要 摘要 近年来，随着工业发展、能源开发、科学研究、环境保护、安全生产以及 家庭生活等各个方面的需要，对可燃性气体和有毒气体的检测变得越来越迫切。 尤其是研制选择性好、灵敏度高、响应恢复时间快、使用寿命长的气体传感器 成为当今和未来气体传感器研究的重要课题。因而，开发具有实际应用价值的 新型气敏材料，便成为当前研究的重点。 自20世纪80年代以来，随着纳米技术的迅速发展，纳米材料已成为凝聚 态物理学和材料学的一个新的增长点。当一些材料的尺寸达到纳米级时可表现 出许多特殊效应，在信息功能材料、催化、磁性材料等领域应用广泛。作为过 渡金属氧化物，W03是一种11型半导体材料，具有优良的气敏特性。近年来经 过众多的国内外研究者的共同努力，在提高W03基气敏材料气体灵敏度、选择 性、降低工作温度以及进行不同掺杂和改进工艺等方面都去等了不同程度的进 展，其中行之有效的办法就是贵金属掺杂。 W03对较小浓度的有毒气体N02具有较高的灵敏度，有望满足空气质量的 和汽车尾气检测的需要。W03不仅对N02具有灵敏度，对其它气体如硫化氢、 氨气、乙醇、丙酮、一氧化碳、正己烷等都有响应。为了提高其选择性，在制 备的过程中加入贵金属Au来获得高选择性的气体传感器，然后对其做相关表征， 再在不同的操作温度下，对杂化材料进行气敏性能测试，同时与未掺杂的材料 的气敏性能相比较。 本文以胶溶法制备了W03纳米粉体，为了改善气敏元件的气敏性能，我们 用胶溶一共沉淀法将贵金属(Au)掺杂到基体材料W03中，考察了掺杂前后气 敏性能的差异。主要的研究成果概括为以下几个方面： 1．用胶溶法制备W03纳米颗粒，XRD数据结果表明，W03的平均粒径为 20．30rim，颗粒的结晶度良好，为正交晶系。分别在二氧化氮、硫化氢、乙醇、 氨气、正己烷、丙酮一氧化碳气氛中测试其气敏性能。测试结果表明：W03气 敏元件对硫化氢、乙醇、正己烷、丙酮的响应较差，对氨气有较强的响应，而 对二氧化氮气体有较高的灵敏度，且选择性较好，且对二氧化氮气体响应的最 佳操作温度较低。 摘要 2．首次用胶溶一共沉淀法制备了Au．W03(Au的质量分数分别为0．25％、 0．5％、1．O％、1．5％)杂化材料，该材料在6000C焙烧2小时后用于性能测试。 气敏性能测试结果表明，掺杂Au后的W03气敏元件的气敏性能更好，对二氧 化氮的选择性更好，且对二氧化氮的最佳工作温度比单一的W03气敏材料的低 了500C。Au的最佳质量分数为1．0％。 关键词：W03，Au．W03，掺杂，胶溶一共沉淀法，气敏性，N02 Ⅱ Abstract Abstract theneedofsources Recently,with research, exploitation,scientific environmental and evenin and protection，securitysafety,and life，the daily necessity ofthedetectionof urgency combustibleandnoxioushasbecomemoreand gases more inrecent sensors whichhave importantyears．Especially,the goodselectivity,