WO-,3-納米粉體制備及其對VOC氣體敏感特性研究.pdf

1、三氧化鎢(WO<,3>)是一種重要的功能材料，在光電、電致變色、鐵電、催化等方面已被廣泛地研究。同時(shí)，由于其良好的氣敏性能得到而越來越多的研究。甲苯等揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compound，簡稱，VOC)是室內(nèi)空氣的主要污染物，其對人身體健康非常有害。研究表明，甲苯等具有強(qiáng)烈的致癌和促癌作用，因此對室內(nèi)空氣中這些氣體的監(jiān)測是十分必要的。本論文研究了三氧化鎢納米粉體的制備工藝以及不同元素?fù)诫s情況下的VOC氣體

2、氣敏特性、材料微結(jié)構(gòu)和電性能的影響，并給出了相應(yīng)的解釋。其主要內(nèi)容如下： 1、以鎢粉和雙氧水為起始原料，采用溶膠一凝膠技術(shù)獲得三氧化鎢納米粉體，研究了不同燒結(jié)溫度及不同保溫時(shí)間對WO<,3>材料氣敏特性的影響。發(fā)現(xiàn)在600℃保溫1小時(shí)得到的材料，對二甲苯、甲苯、丙酮等VOC氣體的氣敏特性較好，材料顆?；境是蛐?，分布均勻且粒徑較小，具有大的比表面積，孔徑大小適中。復(fù)阻抗分析表明，延長保溫時(shí)間使試樣的電阻-電抗關(guān)系曲線半圓弧的彌散

3、角逐漸減小，說明適當(dāng)?shù)谋貢r(shí)間使材料中晶粒接觸形態(tài)及缺陷和氣孔的分布等趨向均一和穩(wěn)定。 2、探討了CeO<,2>的添加量對WO<,3>的VOC氣敏特性的影響。對50ppm的苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮的靈敏特性測試結(jié)果顯示，添加5at％CeO<,2>對二甲苯、甲苯、苯有較高的靈敏度。SEM測試結(jié)合表明，隨CeO<,2>含量的增加，敏感材料的顆粒度逐漸減?。簭?fù)阻抗分析說明CeO<,2>有明顯的抑制晶粒長大的作用，隨著CeO<,2>

4、含量增加，材料晶界電阻增大、晶界電容減小?？梢哉J(rèn)為Ce離子主要存在于晶界，有利于改善器件的氣敏性能。如采用復(fù)阻抗定義靈敏度，與直流測試相比得到的靈敏度增大3倍左右。 3、研究了RuO<,2>在WO<,3>納米粉體中的作用。靈敏特性測試說明，添加適量RuO<,2>對50ppm的苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮?dú)怏w的靈敏度均有很大程度的提高，當(dāng)加熱電壓為4.5v時(shí)，添加1wt％RuO<,2>試樣對二甲苯和甲苯的靈敏度分別為39.5、29