六方相WO3高活性面有毒有害氣體吸附與傳感機理研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟和工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境中有毒有害氣體（如CO，NOx，NH3，H2S等）的排放量不斷增多，對人類的身體健康和環(huán)境造成了極大的危害。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，科學工作者對各種新型高靈敏度高性能低功耗的氣敏傳感器進行了廣泛的研究。本工作用基于密度泛函理論方法從原子水平上對六方相三氧化鎢(h-WO3)(001)表面上各種有毒有害分子如CO，NOx等的氣敏機理進行了研究。
　　首先，本工作利用基于第一性原理的Material S

2、tudio程序的Dmol3模塊研究了h-WO3(001)表面對CO的氣敏機理。研究發(fā)現(xiàn)在WO-終止的(001)表面CO發(fā)生了很強的物理吸附，CO失去0.14e傳遞到表面，從而降低有效降低了表面的電阻。在O-終止的(001)表面CO被表面的單配位氧位(O1c)氧化為CO2，發(fā)生了化學吸附，同時CO2分子作為一個整體失去了0.50 e傳遞到表面，從而明顯降低了表面的電阻。表明h-WO3基傳感器材料可用于檢測CO氣體。
　　其次，在第四

3、章本工作利用與第三章相同的方法對h-WO3(001)表面存在氧空位時對CO的氣敏機理進行了研究。同時考慮了氧缺陷密度的影響，計算結(jié)果表明氧空位的存在使h-WO3對CO的敏感性略有降低。較高的缺陷密度使得兩種終止面在一定程度上對CO的傳感效果都有所降低。O/WO-終止面的電荷轉(zhuǎn)移量分別為0.498和0.129 e。而較低的缺陷密度使得材料對CO的傳感效果明顯降低。
　　第五章和第六章我們運用密度泛函理論研究了h-WO3(001)表面