【摘 要】
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气体安全问题与人类的生活与生产息息相关,比如瓦斯爆炸、天然气泄露、煤炭燃烧产生的一氧化碳中毒、以及化工生产中产生的有毒气体泄露等都威胁着人们的人身与财产安全。因而研制实时监测特定气体的传感设备显得尤为重要。目前常用的气体检测仪器有半导体式、电化学式、催化燃烧式等,其中半导体气敏传感器具备操作简单、成本低、体积小等多种优点,是一种很有前景的气体传感器。因此对半导体气敏性质的研究是很有意义的。二氧化钛
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气体安全问题与人类的生活与生产息息相关,比如瓦斯爆炸、天然气泄露、煤炭燃烧产生的一氧化碳中毒、以及化工生产中产生的有毒气体泄露等都威胁着人们的人身与财产安全。因而研制实时监测特定气体的传感设备显得尤为重要。目前常用的气体检测仪器有半导体式、电化学式、催化燃烧式等,其中半导体气敏传感器具备操作简单、成本低、体积小等多种优点,是一种很有前景的气体传感器。因此对半导体气敏性质的研究是很有意义的。二氧化钛（TiO2）是一种宽禁带半导体,拥有许多优异的性质,普遍应用于催化、气敏、电磁学、光学等领域。本文系统地研究了多种气体在锐钛矿TiO2表面以及其改性表面的吸附机理。研究方法主要是通过基于密度泛函理论的第一性原理,采用CASTEP（Cambridge Sequential Total Energy Package）软件包,对TiO2的主暴露面（101）面,以及次暴露面（001）面进行了相关计算与数据分析,主要通过吸附的几何结构、形成能、吸附能、电子态密度、电荷布局、差分电荷密度等进行探究讨论的。本文主要研究了贵金属M（M=Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Au）负载锐钛矿型TiO2（101）表面的甲烷分子（CH4）吸附性能,TiO2、含氧空位（VO/TiO2）及负载贵金属原子Os（Os/TiO2）共修饰的三种锐钛矿型TiO2（101）表面体系对CO分子的吸附,负载贵金属原子M（Ir、Pd、Pt）的锐钛矿型TiO2（001）表面对CO分子的吸附,以及负载贵金属原子M（Ir、Pd、Pt）的锐钛矿型TiO2（101）和（001）表面对H2S分子的吸附。结果表明对于（101）面添加氧空位缺陷以及贵金属负载均能不同程度的提高所研究气体的吸附敏感性,而对于（001）面,虽然没有（101）面稳定,但对气体吸附性更好,负载贵金属后吸附性能也有所提高。图24幅,表15个,参考文献112篇。
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