一维氧化钨纳米线的合成、表征及应用

发布时间：2017-09-27 19:21

  本文关键词：一维氧化钨纳米线的合成、表征及应用

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【摘要】：氧化钨拥有多变的化合价和优越的物理化学性能从而在气敏传感、光电器件、智能的电致变色窗等都有广泛的应用。本论文首先综述了氧化钨的晶体结构、电致变色和气致变色的机理和器件的应用;然后针对氧化钨纳米薄膜材料重点开展了以下三方面的研究,并且获得了一些相应的成果。1.采用热蒸发法系统研究氧气的浓度对氧化钨形貌的影响,获得了单晶的一维纳米棒、纳米线和三维网状三种不同形态结构的薄膜;并结合三维网状结构不同生长时间和HRTEM表征结果,详细讨论了复杂的3D-WO_3纳米线网络的形成生长过程,这有利于实现三维金属氧化物纳米线网络的可控合成。2.对比了三种不同形貌结构的WO_3薄膜在气致变色过程中的变色程度、响应时间和恢复时间性能;将一维氧化钨纳米线制备成氢气传感器件,并设计了一套系统的测试装置对薄膜的传感性能进行分析,其在空气环境中对氢气浓度的灵敏度可达到50 ppm。3.采用热蒸发法成功地在氧化钨内掺入稀土发光离子,并观察到薄膜中稀土Eu~(3+)的5D0到7F能级的跃迁发光特征峰,这种特征峰随蒸发温度升高而发生变化;进一步地采用原位变温拉曼光谱技术对Eu@WO_3进行测试,结果表明随着温度的变化,其拉曼结构的特征峰和Eu~(3+)特征峰5D0到7F2的荧光光谱峰的变化可逆、而新出现的半导体材料缺陷发光的宽峰的变化不可逆。
【关键词】：氧化钨纳米线 三维网状 气致变色 气敏传感 稀土掺杂
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ136.13;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 纳米材料8-9
• 1.2 一维氧化钨纳米线9-10
• 1.3 氧化钨纳米线器件的应用10-13
• 1.3.1 电致变色器件10-13
• 1.3.2 气致变色及传感器的应用13
• 1.4 氧化钨变色机理研究13-15
• 1.5 本论文研究的目的和内容15-16
• 第二章 实验16-20
• 2.1 实验方法16-17
• 2.2 纳米材料的表征方法17-20
• 2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）17
• 2.2.2 X射线衍射（XRD）17
• 2.2.3 透射电子显微镜（TEM）17-18
• 2.2.4 拉曼散射光谱（Raman）18-20
• 第三章 可控生长一维氧化钨纳米线薄膜20-28
• 3.1 引言20
• 3.2 实验20-21
• 3.3 数据结果与分析21-27
• 3.4 本章小结27-28
• 第四章 WO_3薄膜的气致变色及其气敏传感研究28-38
• 4.1 引言28
• 4.2 WO_3薄膜材料的制备28-30
• 4.3 气致变色对比和机理研究30-32
• 4.4 氢气传感器件的制作和性能测试32-37
• 4.5 本章小结37-38
• 第五章 稀土掺杂氧化钨纳米线薄膜研究38-46
• 5.1 引言38
• 5.2 稀土离子的掺杂工艺38-39
• 5.3 Eu@WO_3薄膜的表征39-41
• 5.4 稀土离子发光光谱与WO_3纳米线结构相变的关系41-45
• 5.5 本章小结45-46
• 总结和工作展望46-48
• 参考文献48-54
• 攻读学位期间的研究成果54-56
• 致谢56

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本文编号：931487