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氧化钨基纳米材料的制备与气敏性能研究

作　者: 郭欣
导　师: 霍丽华
学　校: 黑龙江大学
专　业: 无机化学
关键词: 氧化钨 纳米材料 制备 气敏性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 66次
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内容摘要


本文以石墨片作为诱导剂,采用水热法合成了六方相单晶WO3/C纳米棒材料,同时制备了Ag改性的氧化钨纳米棒和SnO2（或ZnO）-WO3/C的复合纳米材料,并对其进行了TG-DTA、XRD、XPS、IR、BET、SEM、TEM等表征,测试了厚膜型器件对乙醇、丙酮、甲醛气体的敏感性能。纳米棒WO3/C材料在290℃时对1000μL·L-1的乙醇气体灵敏度为79.3,而其在330℃下对1000μL·L-1丙酮气体灵敏度为32.2。Ag改性的纳米棒材料仍对乙醇和丙酮气体有较好响应,更重要的是降低了测试的工作温度（217和252℃）,并提高了对甲醛气体的灵敏度。SnO2复合WO3/C材料进一步提高了测试甲醛气体的灵敏度,在252℃时对1000μL·L-1甲醛气体的灵敏度达到9.3,而ZnO复合WO3/C材料较大提高了对乙醇、丙酮、甲醛气体灵敏度,在330℃时,对1000μL·L-1乙醇和丙酮灵敏度分别为100.0,105.0,对370μL·L-1甲醛灵敏度达到33.4,且三种气体的最低检测限分别为0.1、0.1、0.037μL·L-1。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 文献综述  9-25
  1.1 不同形貌的纳米氧化钨材料的制备方法概述  9-15
    1.1.1 零维纳米氧化钨  10
    1.1.2 一维纳米氧化钨  10-12
    1.1.3 二维纳米氧化钨  12-14
    1.1.4 三维纳米氧化钨  14-15
  1.2 纳米氧化钨材料的某些应用研究简介  15-20
    1.2.1 光致变色性能  16
    1.2.2 电致变色性能  16-17
    1.2.3 催化性能  17-18
    1.2.4 气敏性能  18-20
  1.3 一维纳米氧化钨材料的研究进展  20-24
    1.3.1 一维纳米氧化钨材料的制备方法  20-22
    1.3.2 一维氧化钨基材料的气敏性能  22-24
  1.4 选题依据  24-25
第2章 实验部分  25-32
  2.1 化学试剂  25-26
  2.2 主要仪器  26-27
  2.3 材料的制备  27-28
    2.3.1 WO_3/C 纳米棒  27
    2.3.2 Ag 改性的WO_3/C 纳米棒  27
    2.3.3 复合SnO_2 的WO_3/C 纳米棒  27-28
    2.3.4 复合ZnO 的WO_3/C 纳米棒  28
  2.4 材料的表征  28-30
    2.4.1 粉末X 射线衍射  28
    2.4.2 热重  28
    2.4.3 红外光谱  28-29
    2.4.4 比表面积  29
    2.4.5 电子显微镜  29
    2.4.6 X-射线光电子能谱  29
    2.4.7 元素分析  29-30
    2.4.8 拉曼光谱  30
  2.5 厚膜型气敏元件的制备及气敏性能测试  30-32
    2.5.1 气敏元件的制备与老化  30
    2.5.2 气敏性能测试  30-31
    2.5.3 气敏特性参数  31-32
第3章 WO_3/C 纳米棒的制备与气敏性能研究  32-55
  3.1 制备WO_3/C 纳米棒的影响因素  32-39
    3.1.1 碳材料对氧化钨形貌的影响  32-34
    3.1.2 pH 值对氧化钨形貌的影响  34-35
    3.1.3 水热反应温度对氧化钨形貌的影响  35-36
    3.1.4 水热反应时间对产物物相的影响  36-37
    3.1.5 其他因素对氧化钨形貌的影响  37-39
  3.2 氧化钨纳米棒的形成过程  39-40
  3.3 WO_3/C 纳米棒的表征与气敏性能  40-47
    3.3.1 WO_3/C 纳米棒的物相分析  40-41
    3.3.2 WO_3/C 纳米棒材料的形貌和比表面分析  41-43
    3.3.3 WO_3/C 纳米棒材料的红外和拉曼光谱分析  43-44
    3.3.4 WO_3/C 纳米棒材料的稳定性  44-47
  3.4 WO_3/C 纳米棒材料的气敏性能  47-53
    3.4.1 乙醇气体的检测  47-49
    3.4.2 丙酮气体的检测  49-51
    3.4.3 甲醛气体的检测  51-53
  3.5 本章小结  53-55
第4 章 Ag 改性的氧化钨基纳米材料的组装与气敏性能研究  55-65
  4.1 Ag 改性的氧化钨基纳米棒的表征  55-59
    4.1.1 复合材料的物相分析  55-56
    4.1.2 复合材料的形貌和比表面积分析  56-58
    4.1.3 复合材料的X-射线光电子能谱分析  58-59
  4.2 复合材料的气敏性能  59-63
    4.2.1 乙醇气体的检测  59-60
    4.2.2 丙酮气体的检测  60-61
    4.2.3 甲醛气体的检测  61-63
  4.3 Ag 改性的氧化钨纳米棒气敏机理  63-64
  4.4 本章小结  64-65
第5 章氧化物复合WO_3/C 纳米棒材料的组装与气敏性能研究  65-88
  5.1 SnO_2 复合WO_3/C 纳米棒材料的表征与气敏性能研究  65-75
    5.1.1 SnO_2 复合材料的物相分析  65-66
    5.1.2 SnO_2 复合材料的形貌与比表面积分析  66-67
    5.1.3 复合SnO_2 材料的红外光谱分析  67-68
    5.1.4 复合SnO_2 材料的X-射线光电子能谱分析  68-69
    5.1.5 复合SnO_2 材料的气敏性能  69-75
  5.2 ZnO 复合WO_3/C 纳米棒材料的表征与气敏性能研究  75-87
    5.2.1 ZnO 复合材料的物相分析  75-76
    5.2.2 ZnO 复合材料的形貌和比表面积分析  76-77
    5.2.3 复合ZnO 材料的红外光谱分析  77-78
    5.2.4 ZnO 复合材料的X-射线光电子能谱分析  78-79
    5.2.5 ZnO 复合材料的气敏性能  79-87
  5.3 本章小结  87-88
结论  88-89
参考文献  89-100
致谢  100-101
攻读硕士期间发表的学术论文  101

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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