水热法制备微/纳米结构WO 3 及其气敏与光电性能的研究
发布时间：2022-05-03 00:19
金属氧化物半导体材料被广泛应用于气体的探测,如室内常见的有机挥发性气体及大气中的各种有害气体。但是金属氧化物对气体的敏感性、选择性和稳定性一直存在问题,需要更深入地研究。对于有害气体,除了需要能够检测到,更重要的是能够将其催化降解为无害的气体。WO3不仅是一种很好的气敏材料,而且由于其禁带宽度较窄,有利于长波长光的吸收和利用,因此也是一种常用的催化降解材料。本文采用WO3做为研究体系,从提高气体灵敏度、降低检测极限和工作温度的角度出发,着重研究了特殊微纳米材料的形态控制制备及其对气敏性能的影响；并研究了金属离子掺杂WO3的形态、晶体结构和能带结构的变化,及对光电性能和光激发下气敏性能的影响。全文内容如下：首先,介绍了WO3半导体材料的晶体结构和重要性质,并简要阐述了微纳米WO3材料的制备方法,介绍了其气敏特性和光电性能的应用研究概况,从而提出本文研究WO3光电性能的目的与意义。第二,介绍了水热/溶剂热法制备WO3微/纳米结构材料的实验原料、设备、材料的制备过程及分析表征方法。并介绍了气体敏感的机理,气敏元件的制备和主要性能指标,以及气体敏感性能测试设备和方法。第三,以水为介质及表面活性...
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 WO_3的晶体结构及性质
1.3 微/纳米结构WO3的制备方法的研究进展
1.4 WO_3气敏传感器研究进展
1.5 WO_3光电性能研究进展
1.6 本课题研究的目的及意义
2 制备微/纳结构WO_3的原料、设备及材料表征方法
2.1 实验用原料与设备
2.2 实验方法
2.3 表征分析方法
2.4 气敏性能表征
3 WO_3微/纳米结构材料的水热/溶剂热法制备
3.1 引言
3.2 以水为反应介质、Na_2WO_4为钨源合成WO_3的研究
3.3 以水为反应介质、WCl_6为钨源合成WO_3的研究
3.4 采用乙醇为溶剂制备WO_3微/纳米结构材料
3.5 水溶液和乙醇溶液中各种形貌形成机理研究
3.6 本章小结
4 WO_3水合物纳米线微球的溶剂热法制备
4.1 引言
4.2 不同溶剂对产物形貌的影响
4.3 不同制备时间对产物形貌的影响
4.4 不同制备温度对产物形貌的影响
4.5 纳米线微球的形貌、结构和气敏性能研究
4.6 乙醇/乙二醇混合溶剂对产物形貌的影响
4.7 钨源用量对产物形貌影响
4.8 F127用量对产物的形貌和性能的影响
4.9 纳米线微球形成机理
4.10 本章小结
5 离子掺杂对WO_3光电性能及光激发气敏性能的影响
5.1 引言
5.2 掺杂WO_3材料的制备
5.3 光电、气敏元件的制备
5.4 Nb~(5+)掺杂WO_3形貌、结构、光电性能
5.5 Sn~(4+)掺杂WO_3的形貌、结构、光电性能及气敏性能
5.6 In~(3+)、Zn~(2+)掺杂WO_3形貌与结构
5.7 本章小结
6 全文总结
6.1 主要结论
6.2 下步工作建议
致谢
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米结构Pt/WO3薄膜的制备、表征及氢敏性能[J]. 侯长军,范小花,唐一科,霍丹群. 功能材料与器件学报. 2008(01)
[2]微/纳米氧化钨晶须的制备工艺及原理[J]. 刘文胜,马运柱,唐芳,黄伯云,彭芬. 中国有色金属学报. 2007(04)
[3]我国城市大气污染现状及综合防治对策[J]. 平措. 环境科学与管理. 2006(01)
[4]Controlled Growth of One-Dimensional Oxide Nanomaterials[J]. Xiaosheng FANG Lide ZHANG Key Laboratory of Materials Physics,Institute of Solid State Physics,Chinese Academy of Sciences,P.O.Box 1129, Hefei 230031,China. Journal of Materials Science & Technology. 2006(01)
[5]几种常见气体传感器的研究进展[J]. 李冬梅,黄元庆,张佳平,张鑫,辜克兢. 传感器世界. 2006(01)
[6]电化学模板法制备Pt-WO3纳米线有序阵列[J]. 赵燕,郭玉国,张亚利,焦奎. 青岛大学学报(工程技术版). 2005(02)
[7]纳米三氧化钨的制备与应用[J]. 陈志刚,苏静. 江苏大学学报(自然科学版). 2005(01)
[8]稳定WO3乳液的制备及其电变色性能的研究[J]. 魏小兰,沈培康. 功能材料. 2004(06)
[9]一种新的WO3纳米管的制备方法[J]. 程利芳,张兴堂,陈艳辉,刘兵,李蕴才,黄亚彬,杜祖亮. 高等学校化学学报. 2004(09)
[10]气体传感器的研究及发展方向[J]. 马戎,周王民,陈明. 航空计测技术. 2004(04)
博士论文
[1]金属氧化物气体传感器响应动力学特性与阵列优化研究[D]. 张顺平.华中科技大学 2009
[2]一维纳米结构氧化钨的制备、表征和气敏性能研究[D]. 徐宇兴.清华大学 2009
[3]金属氧化物纳米材料的湿法制备及其气敏性能研究[D]. 葛春桥.华中科技大学 2008
[4]钨和氧化钨准一维微/纳米结构的低温气相合成及其生长机理研究[D]. 王世良.中南大学 2008
[5]WO3基气敏传感器薄膜材料的性质及应用研究[D]. 杨晓红.重庆大学 2008
硕士论文
[1]纳米ZnO基复合陶瓷厚膜的气敏特性与应用研究[D]. 李登峰.华中科技大学 2006
本文编号：3650251
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 WO_3的晶体结构及性质
1.3 微/纳米结构WO3的制备方法的研究进展
1.4 WO_3气敏传感器研究进展
1.5 WO_3光电性能研究进展
1.6 本课题研究的目的及意义
2 制备微/纳结构WO_3的原料、设备及材料表征方法
2.1 实验用原料与设备
2.2 实验方法
2.3 表征分析方法
2.4 气敏性能表征
3 WO_3微/纳米结构材料的水热/溶剂热法制备
3.1 引言
3.2 以水为反应介质、Na_2WO_4为钨源合成WO_3的研究
3.3 以水为反应介质、WCl_6为钨源合成WO_3的研究
3.4 采用乙醇为溶剂制备WO_3微/纳米结构材料
3.5 水溶液和乙醇溶液中各种形貌形成机理研究
3.6 本章小结
4 WO_3水合物纳米线微球的溶剂热法制备
4.1 引言
4.2 不同溶剂对产物形貌的影响
4.3 不同制备时间对产物形貌的影响
4.4 不同制备温度对产物形貌的影响
4.5 纳米线微球的形貌、结构和气敏性能研究
4.6 乙醇/乙二醇混合溶剂对产物形貌的影响
4.7 钨源用量对产物形貌影响
4.8 F127用量对产物的形貌和性能的影响
4.9 纳米线微球形成机理
4.10 本章小结
5 离子掺杂对WO_3光电性能及光激发气敏性能的影响
5.1 引言
5.2 掺杂WO_3材料的制备
5.3 光电、气敏元件的制备
5.4 Nb~(5+)掺杂WO_3形貌、结构、光电性能
5.5 Sn~(4+)掺杂WO_3的形貌、结构、光电性能及气敏性能
5.6 In~(3+)、Zn~(2+)掺杂WO_3形貌与结构
5.7 本章小结
6 全文总结
6.1 主要结论
6.2 下步工作建议
致谢
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米结构Pt/WO3薄膜的制备、表征及氢敏性能[J]. 侯长军,范小花,唐一科,霍丹群. 功能材料与器件学报. 2008(01)
[2]微/纳米氧化钨晶须的制备工艺及原理[J]. 刘文胜,马运柱,唐芳,黄伯云,彭芬. 中国有色金属学报. 2007(04)
[3]我国城市大气污染现状及综合防治对策[J]. 平措. 环境科学与管理. 2006(01)
[4]Controlled Growth of One-Dimensional Oxide Nanomaterials[J]. Xiaosheng FANG Lide ZHANG Key Laboratory of Materials Physics,Institute of Solid State Physics,Chinese Academy of Sciences,P.O.Box 1129, Hefei 230031,China. Journal of Materials Science & Technology. 2006(01)
[5]几种常见气体传感器的研究进展[J]. 李冬梅,黄元庆,张佳平,张鑫,辜克兢. 传感器世界. 2006(01)
[6]电化学模板法制备Pt-WO3纳米线有序阵列[J]. 赵燕,郭玉国,张亚利,焦奎. 青岛大学学报(工程技术版). 2005(02)
[7]纳米三氧化钨的制备与应用[J]. 陈志刚,苏静. 江苏大学学报(自然科学版). 2005(01)
[8]稳定WO3乳液的制备及其电变色性能的研究[J]. 魏小兰,沈培康. 功能材料. 2004(06)
[9]一种新的WO3纳米管的制备方法[J]. 程利芳,张兴堂,陈艳辉,刘兵,李蕴才,黄亚彬,杜祖亮. 高等学校化学学报. 2004(09)
[10]气体传感器的研究及发展方向[J]. 马戎,周王民,陈明. 航空计测技术. 2004(04)
博士论文
[1]金属氧化物气体传感器响应动力学特性与阵列优化研究[D]. 张顺平.华中科技大学 2009
[2]一维纳米结构氧化钨的制备、表征和气敏性能研究[D]. 徐宇兴.清华大学 2009
[3]金属氧化物纳米材料的湿法制备及其气敏性能研究[D]. 葛春桥.华中科技大学 2008
[4]钨和氧化钨准一维微/纳米结构的低温气相合成及其生长机理研究[D]. 王世良.中南大学 2008
[5]WO3基气敏传感器薄膜材料的性质及应用研究[D]. 杨晓红.重庆大学 2008
硕士论文
[1]纳米ZnO基复合陶瓷厚膜的气敏特性与应用研究[D]. 李登峰.华中科技大学 2006
本文编号：3650251
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/minzhuminquanlunwen/3650251.html
