氧化鎢納米線的制備、表征與氣敏性能研究.pdf

1、氮氧化物是一種典型的大氣污染物,對(duì)環(huán)境和人類健康造成了巨大威脅。研究和開發(fā)能夠用于準(zhǔn)確檢測(cè)和監(jiān)控 NO2氣體的高敏感性能氣體傳感器和相關(guān)氣敏材料具有重要的實(shí)際需求意義。一維納米結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體氧化鎢由于其特殊的結(jié)構(gòu)特性已經(jīng)成為一類極有發(fā)展和應(yīng)用前景的氣體敏感材料。本論文采用溶劑熱法合成了一維氧化鎢納米線氣敏材料,詳細(xì)研究了制備工藝條件和熱退火溫度對(duì)一維氧化鎢納米線的微觀形貌結(jié)構(gòu)、晶相結(jié)構(gòu)和NO2敏感性能的影響。
　　采用溶劑熱法在200

2、oC條件下合成了不同納米結(jié)構(gòu)的氧化鎢,以正丙醇作為溶劑,控制 WCl6初始濃度可分別形成 W18O49納米線、WO3納米片以及納米線和納米片的混合結(jié)構(gòu)。以環(huán)己醇作為反應(yīng)溶劑時(shí)由于氧化鎢的快速生長(zhǎng)可形成微米梁結(jié)構(gòu)。而過長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間會(huì)因納米線束的形成而抑制納米線在長(zhǎng)度方向的生長(zhǎng)。不同納米結(jié)構(gòu)材料的氣敏性能的測(cè)試結(jié)果表明:W18O49納米線基氣體傳感器對(duì) NO2的氣敏性能相對(duì)最好,不僅表現(xiàn)出良好的可逆性,而且具有高的靈敏度和快速的響應(yīng)與恢復(fù)特

3、性,在200oC工作溫度下其對(duì)5ppm NO2靈敏度可達(dá)123.6,響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別為15s和112s。
　　退火處理在改變納米線束微結(jié)構(gòu)的同時(shí)可使氣敏性能得到顯著改善。當(dāng)退火溫度超過400oC后,納米線的晶相結(jié)構(gòu)由單斜的W18O49轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡钡腤O3。450 oC退火的納米線束,由于束內(nèi)相鄰納米線之間的結(jié)構(gòu)融合而形成一維片狀結(jié)構(gòu)。對(duì)經(jīng)歷不同溫度退火處理的氧化鎢氣敏性能的測(cè)試結(jié)果表明:450oC和550oC退火形成的氧化鎢對(duì)