纳米氧化钨的调控合成及其气敏性能研究

发布时间：2017-09-08 12:38

  本文关键词：纳米氧化钨的调控合成及其气敏性能研究

  更多相关文章： 纳米氧化钨 水热法 两相溶剂热法 气敏性能

【摘要】：面对日益增长的能源需求和环境问题,可再生能源的转换、储存和利用都变的尤为重要。与能源相关的技术性能都强烈的依赖于所使用材料的结构和性质。多种材料包括金属、金属硫化物、氧化物、碳化物、氮化物以及磷化物都已有所发展,其中,氧化钨材料由于具有独特的物理化学性质而在光催化剂、气敏传感器、电化学和光线疗法等领域得到广泛的应用。本文通过水热法和两相溶剂热法合成出了不同形貌及不同化学组成的氧化钨纳米材料:W O_3纳米棒束、W O_3-x纳米线和W O_3-x/GO复合材料。并对所合成的氧化钨纳米材料进行了一系列的气敏性能研究。得到的主要结果和结论如下:首先,以N a_2SO_4为形貌调控剂,通过水热法制备出了不同形貌的W O_3纳米材料。通过考察N a_2SO_4的加入量,我们得到了不同形貌和不同尺寸W O_3纳米棒,实验结果表明,N a_2SO_4的加入不仅在很大程度上影响纳米W O_3的形貌,而且对纳米W O_3的晶型也有很大影响。我们对所获得的几种不同形貌、尺寸的WO_3纳米材料进行了一系列的气敏性能研究。与其他样品相比,W O_3纳米棒束传感器对甲酸表现出优异的气敏响应性(100 ppm甲酸,R a/R g=51.3),而且在干扰气体中有较好的气敏选择性。然后,我们以钨酸钠为钨源,采用简单的两相法,成功制备出超细的非计量比氧化钨(W O_3-x)纳米线。该纳米线的直径约2-3 nm,长径比高达100,并且在较低温度(100o C)下对NO2气体展现出优异的气敏响应性(10 ppm NO2,R g/R a=56.0)及气敏选择性。我们也对该WO_3-x纳米线的形成条件进行了初步的探究,实验表明,反应体系中合适的p H值和适量的油胺是合成WO_3-x纳米线的关键因素。最后,采用两相溶剂热法,以含有丰富羟基和羧基的G O作为载体和形貌调控剂,成功制备出了非计量比结构的W O_3-x/GO复合材料,并考察了回流温度对产物形貌的影响。我们对得到不同形貌的W O_3-x/GO复合材料进行了一系列的气敏性能测试。与其他样品相比,颗粒尺寸较小的发散式的星状W O_3-x/GO复合材料对N O2气体表现出较好的气敏响应性及选择性。
【关键词】：纳米氧化钨 水热法 两相溶剂热法 气敏性能
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TQ136.13
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 引言8-9
• 1.2 氧化钨的基本性质9-12
• 1.2.1 化学计量比氧化钨9-11
• 1.2.2 非化学计量比氧化钨11
• 1.2.3 氧化钨水合物11-12
• 1.3 纳米氧化钨的制备方法12-15
• 1.3.1 水热法12-13
• 1.3.2 溶剂热法13-15
• 1.3.3 模板法15
• 1.4 纳米氧化钨在气敏传感器领域的应用15-18
• 1.4.1 气敏传感器的工作原理16
• 1.4.2 纳米氧化钨气敏传感器的研究进展16-18
• 1.5 本论文研究意义及主要内容18-19
• 第二章 水热法合成WO_3纳米棒束及其气敏性能研究19-31
• 2.1 引言19-20
• 2.2 实验部分20-23
• 2.2.1 实验原料与试剂20
• 2.2.2 样品的制备20-21
• 2.2.3 样品的表征21
• 2.2.4 气敏元件的制备和测试21-23
• 2.3 结果与讨论23-30
• 2.3.1 形貌与结构23-27
• 2.3.2 气敏性能分析27-30
• 2.4 小结30-31
• 第三章 两相溶剂热法合成氧化钨纳米线及其气敏性能研究31-42
• 3.1 引言31-32
• 3.2 实验部分32-34
• 3.2.1 实验原料与试剂32
• 3.2.2 样品的制备32
• 3.2.3 样品的表征32-33
• 3.2.4 气敏元件的制备和测试33-34
• 3.3 结果与讨论34-41
• 3.3.1 形貌与结构34-38
• 3.3.2 气敏性能分析38-41
• 3.4 小结41-42
• 第四章 两相溶剂热法合成纳米氧化钨/GO复合材料及其气敏性能研究42-51
• 4.1 引言42-43
• 4.2 实验部分43-45
• 4.2.1 实验原料与试剂43
• 4.2.2 样品的制备43-44
• 4.2.3 样品的表征44
• 4.2.4 气敏元件的制备和测试44-45
• 4.3 结果与讨论45-50
• 4.3.1 形貌与结构45-47
• 4.3.2 气敏性能分析47-50
• 4.4 小结50-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-64
• 攻读硕士期间发表论文情况64-65
• 致谢65-66

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