氧化物分层结构设计及其气敏、储能特性
发布时间：2021-01-28 17:56
无论是应用于气体传感器还是超级电容器,氧化物的形貌始终是此类研究所关注的重点。合理的形貌设计可以有效地提高材料的性能。为此,利用溶剂热法/水热法制备出一系列具有独特形貌的氧化物,并探究其气敏性能或电容性能,所做工作有助于后续研究者更好地理解材料“结构与性能”之间的对应关系,并且可以被扩展到其它种类材料的设计与制备之中,所做研究概括如下:凭借单根蜘蛛丝的高长径比以及无数蜘蛛丝之间的稀疏排布,蛛网结构与空气中的水蒸气有非常大的接触面积,因而可以在其上形成露珠。受此启发,拥有高长径比和呈现非致密堆叠的三氧化钨纳米线被预测可能会拥有优异的气敏特性。作为对上述猜想的验证,首先通过调节溶液热反应中水和乙醇的比例成功制备出了蛛网状三氧化钨。随后的气敏测试证明,该蛛网状三氧化钨的确在较低工作温度下展现出对乙醇气体的高敏感度。纳米棒有序排列所构成的阵列结构具有非常大的比表面积,因而被认为是应用在诸如气敏反应等界面相关反应中的理想微结构。但是阵列结构制备较为复杂,制备过程中往往需要使用基底做模板,这极大程度上限制了阵列结构的实际应用。本文将介绍一种利用简单的水热法在没有模板的情况下合成三氧化钨纳米棒阵列的...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a,b)带有露珠的蜘蛛网的实物照片(c)三氧化钨纳米线优化策略示意图
过程化学试剂均为分析纯级别，使用的时候不再进行进一步的的制备过程中，先将 330 毫克二水合钨酸钠（Na2WO4·2H2的混合溶剂（20 毫升水和 15 毫升乙醇）之中，通过持续的溶解。接着逐滴加入 1 摩尔每毫升的硝酸溶液（HNO3）调。溶剂热反应在 180 摄氏度条件下进行，反应时间为 10 小时反应釜，任其自然冷却至室温。用高速离心的方式收集反应水和乙醇反复清洗所得沉淀物，最后将所得沉淀物至于空。煅烧过程的温度设定为 500 摄氏度，煅烧时间为 2 小时。由 Rigaku D/MAX-1200X 衍射仪（XRD）进行表征，采用0.154 nm），扫描速率设定为 10°min-1, 2θ 角范围设定为 5-90°Nova 400 Nano 场发射扫描电子显微镜（FESEM）进行表征.0KV。
界面相关的反应过程同样存在于日常生活之中。这些天然存在的结千上万年的进化与演变，已经实现了与相对应界面反应间的完美匹配，为三氧化钨的微观结构设计提供有价值的启发[35, 36]。植物通过其根系从土壤中吸收养分。为了增加与土壤的接触面积，根系壤接触的界面处形成了名为根毛的微观结构。如图所示（图 4.1 (a)），根其实是有序排列的棒状物构成的阵列。该结构有效地避免了单根棒状物密堆叠，因此具有非常大的比表面积。基于相似的考虑，如果三氧化钨类似的阵列结构，那么其气敏特性或许会有比较显著的提升。截至目前方法被提出用以合成三氧化钨的纳米棒阵列，主要包括物理/化学气相沉积学法以及溶剂/水热法。在这些方法之中，溶剂/水热法不需要复杂精密的和苛刻的实验条件（例如高温），具有良好的便利性与经济性，因而成为成三氧化钨的理想方法[37, 38]。即使这样，传统的溶剂/水热合成法在合成的过程中必不可少地需要使用模板来诱导阵列的生长，使得实验操作变同时也留下了进一步优化的空间（图 4.1 (b)）[37-40]。本章，将介绍一种无模板溶剂热合成三氧化钨纳米棒阵列的方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电极材料的研究进展[J]. 秦红梅,岳鲁超,米杰. 太原科技大学学报. 2018(06)
[2]氧化锌基乙醇气体传感器研制及特性研究[J]. 邹平,洪长翔,奚红娟,黄会贤,李宁,李伟,周渠. 传感技术学报. 2018(10)
[3]二氧化锡中空微球用于快速灵敏检测硫化氢[J]. 李光耀,王煜,曹尹亮,肖忠良,黄颖,冯泽猛,印遇龙,曹忠. 高等学校化学学报. 2017(11)
[4]水热法合成微纳米CuO及在气体传感器中的应用[J]. 胡校兵,谢祯芳,谢骥,解丽丽,朱志刚. 郑州大学学报(工学版). 2016(06)
[5]四氧化三钴空心壳材料合成及其乙醇气敏性能[J]. 肖凯,王小红,卢凌彬,张可喜,刘钟馨,曹阳. 武汉大学学报(理学版). 2014(06)
本文编号：3005424
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a,b)带有露珠的蜘蛛网的实物照片(c)三氧化钨纳米线优化策略示意图
过程化学试剂均为分析纯级别，使用的时候不再进行进一步的的制备过程中，先将 330 毫克二水合钨酸钠（Na2WO4·2H2的混合溶剂（20 毫升水和 15 毫升乙醇）之中，通过持续的溶解。接着逐滴加入 1 摩尔每毫升的硝酸溶液（HNO3）调。溶剂热反应在 180 摄氏度条件下进行，反应时间为 10 小时反应釜，任其自然冷却至室温。用高速离心的方式收集反应水和乙醇反复清洗所得沉淀物，最后将所得沉淀物至于空。煅烧过程的温度设定为 500 摄氏度，煅烧时间为 2 小时。由 Rigaku D/MAX-1200X 衍射仪（XRD）进行表征，采用0.154 nm），扫描速率设定为 10°min-1, 2θ 角范围设定为 5-90°Nova 400 Nano 场发射扫描电子显微镜（FESEM）进行表征.0KV。
界面相关的反应过程同样存在于日常生活之中。这些天然存在的结千上万年的进化与演变，已经实现了与相对应界面反应间的完美匹配，为三氧化钨的微观结构设计提供有价值的启发[35, 36]。植物通过其根系从土壤中吸收养分。为了增加与土壤的接触面积，根系壤接触的界面处形成了名为根毛的微观结构。如图所示（图 4.1 (a)），根其实是有序排列的棒状物构成的阵列。该结构有效地避免了单根棒状物密堆叠，因此具有非常大的比表面积。基于相似的考虑，如果三氧化钨类似的阵列结构，那么其气敏特性或许会有比较显著的提升。截至目前方法被提出用以合成三氧化钨的纳米棒阵列，主要包括物理/化学气相沉积学法以及溶剂/水热法。在这些方法之中，溶剂/水热法不需要复杂精密的和苛刻的实验条件（例如高温），具有良好的便利性与经济性，因而成为成三氧化钨的理想方法[37, 38]。即使这样，传统的溶剂/水热合成法在合成的过程中必不可少地需要使用模板来诱导阵列的生长，使得实验操作变同时也留下了进一步优化的空间（图 4.1 (b)）[37-40]。本章，将介绍一种无模板溶剂热合成三氧化钨纳米棒阵列的方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电极材料的研究进展[J]. 秦红梅,岳鲁超,米杰. 太原科技大学学报. 2018(06)
[2]氧化锌基乙醇气体传感器研制及特性研究[J]. 邹平,洪长翔,奚红娟,黄会贤,李宁,李伟,周渠. 传感技术学报. 2018(10)
[3]二氧化锡中空微球用于快速灵敏检测硫化氢[J]. 李光耀,王煜,曹尹亮,肖忠良,黄颖,冯泽猛,印遇龙,曹忠. 高等学校化学学报. 2017(11)
[4]水热法合成微纳米CuO及在气体传感器中的应用[J]. 胡校兵,谢祯芳,谢骥,解丽丽,朱志刚. 郑州大学学报(工学版). 2016(06)
[5]四氧化三钴空心壳材料合成及其乙醇气敏性能[J]. 肖凯,王小红,卢凌彬,张可喜,刘钟馨,曹阳. 武汉大学学报(理学版). 2014(06)
本文编号：3005424
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