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伴随经济与科技的快速发展,人们对生活品质的要求越来越高,而环境问题愈来愈严重,比如水污染、土污染以及有毒有害气体对人体的威胁等,因此,人们对这些气体的监测也更为重视,致使气体传感器快速的发展起来。以半导体金属氧化物为基础的气体传感器,则因其性能稳定、成本低廉、制备方法简单等优势,而受到科研工作者的广泛关注。但是,对气体传感器的研究仍有很多需要改进的地方,比如,待测气体种类不多、选择性不高、气敏材料种类不够丰富等。所以,制备和研究出灵敏度高、选择性以及稳定性好的气敏材料和气体传感器便成为当前研究的重点以及热点。WO3是一种重要的n型半导体,由于具有稳定的物理化学性质、较窄的带隙以及对NH3、H2S、O3、NOx等多种气体都具有良好的敏感性等优点,因此它被广泛应用于气体传感器的基础材料的研究,但是,WO3也有其不足之处,如较低的灵敏度和较慢的响应/恢复速度,纯WO3纳米材料并不是高效的气敏材料,也限制了它大规模的工业化应用。因此合成WO3纳米复合材料以及不同形貌的WO3来改善其气敏性能,将是研究的重点。 本研究主要内容包括:⑴以CTAB为溶剂,Na2WO4·2H2O为原料,用硝酸进行调节pH,制备多孔的 WO3,并研究其在操作温度200℃时的气敏性能。结果发现,该材料对乙醇、丙酮、乙醚以及甲醇都有较好的气敏性能,并且对丙酮和乙醇具有较好的重现性,较之商品WO3,提高了气敏性能。⑵利用简单并且易操作的水热法合成WO3纳米棒,再以其做为载体,水解Ti(OBu)4合成 TiO2(B)/WO3纳米棒,并对其进行表征和气敏测试。测试结果表明,TiO2(B)/WO3纳米棒气体传感器与纯WO3纳米棒相比,修饰后的纳米材料对乙醇、丙酮、甲醇、乙醚、甲醛等气体具有更高的灵敏度、快速的响应恢复特性以及良好的重现性和稳定性。仍以上述制备的WO3纳米棒为载体,La(NO3)3·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Co(NO3)2·6H2O为原料,采用浸渍法分别制备La2O3/WO3、CuO/WO3、Fe2O3/WO3、CoO/WO3纳米棒。在操作温度为220℃时进行气敏测试,结果表明,四种修饰后的材料比未修饰前的WO3纳米棒气敏性能得到很大改善,具有更高的灵敏度,重现性好,更具有选择性等优点。其中CuO/WO3对正丁醇、乙醇、丙酮,Fe2O3/WO3对正丁醇和丙酮表现出良好的选择性。这几种材料在气敏领域的具有很好的应用前景。