通过微波辅助法合成的花状wo结构及其气体传感特性

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1、外文文献及翻译通过微波辅助法合成的WO3结构及其气体传感特性专业环境工程班级环工132学号1311701212学生姓名宋佳玲指导教师岳麓完成日期2017.1.4通过微波辅助法合成的花状WO3结构及其气体传感特性王振宇a，孙鹏a，杨天林a，高原a*，李小伟a，陆格宇a*，杜宇ba吉林大学电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室，前京街2699号，长春130012，中华人民共和国b深圳大学应用物理系，深圳518060，中华人民共和国摘要：通过微波辅助溶剂热法获得的W18O49纳米线的简单煅烧成功地合成了花状WO3结构。通过场发射扫描电子显微镜，X射线粉末衍射，透射电子显微镜

2、和氮吸附和解吸附测量来表征所制备的产物。结果表明，花样结构的结构单元是交联单晶WO3纳米棒，直径约30-40nm，长约300-400nm。研究了制备的产物对NO2和丙酮的气体传感性能。发现基于WO3纳米结构的传感器在90℃的最适温度下表现出优异的选择性和对NO2的高敏感性，给出约42至40ppbNO2的响应。显着地，在300℃下操作，传感器的响应和对100ppm丙酮的恢复时间分别仅为1秒和6秒。关键词：花状WO3结构NO2传感器微波辅助溶剂热1.介绍近年来，使用包括纳米线，纳米带，纳米片，纳米管等的1D和2D纳米尺度构造块组装的复杂的微/纳米结构，特别是三维（3D）分层结

3、构引起了很多关注。与固体结构相比，具有分层结构的功能材料具有一些独特的物理和化学性质。因此，他们将提供更多的机会探索新的性能和优越的器件性能，如催化[1]，吸附[2]，分离[3]，自清洗[4]等。将功能性纳米结构单元组装成用于纳米晶体的电子和光电子应用的合适的上层结构是前提条件。为此，对复合无机材料的合成进行了大量的研究，并且研究了结构，尺寸，形态和图案如何影响它们的集体光学，磁性和电子性质。为了准备分层架构，已经成功地采用了各种路线来将构建块组装成3D有序超结构[5-8]。然而，这些方法是耗时的或包括一些添加剂，这可能增加污染或限制潜在的应用。因此，强烈期望开发用于合成

4、3D分级纳米结构的简单，有效和经济的方法。微波辅助水热/溶剂热法是节能，快速，高效，环保等优良特性的最有前途的方法之一。在过去几年中，使用这种途径已经成功地制备了具有分层结构的各种半导体纳米材料，例如ZnO[9,10]，Fe2O3/Fe3O4[11,12]，CuO[13,14]TiO2[15-17]和SnO2[18]。金属氧化物作为一种重要的功能材料，具有可调性和重要的工艺应用。其中，氧化钨（WO3）是带隙为2.5eV的N型半导体，具有一些独特和有趣的性质，使其可以在许多方面应用，例如气体传感器[19]，光催化剂[20]，电/气/光致变色器件[21]，场致发射器件[22]

5、和太阳能器件[23]。已经进行了许多努力来合成具有各种纳米结构的氧化钨。为了获得那些所需的结构，涉及许多有效的方法，包括模板指导合成[24]，基于溶液的方法[25]和化学气相沉积[26]和水热反应[27]。重要的是，Yanetal.已经报道了在二醇溶液中使用F127作为表面活性剂的简易溶剂热方法合成的WO3水合物纳米网状球体[28]。Yella等人报道了在柠檬酸和十六烷基胺作为表面活性剂存在下使用溶剂热方法合成的钨-氧化物纳米刷[29]。根据这些报告，表面活性剂在WO3分层结构的合成中起重要作用。到目前为止，制备没有表面活性剂的WO3结构仍是一个挑战。在这里，我们报告花状

6、WO3层次结构的制备通过简单的表面活性剂无微波辅助溶剂热过程，然后煅烧。为了证明材料的潜在应用，研究了气体感测性质。2.实验WCl6（99％，上海阿拉丁化学试剂公司）和无水乙醇（北京化学试剂公司）未经进一步纯化而直接使用。在典型的过程中，将0.2gWCl6加入到40mL无水乙醇中。剧烈搅拌30分钟后，将均相溶液转移到聚四氟乙烯衬里中，然后放入微波消解系统（EthosOne，MilestoneInc.，Italy），反应在200℃下进行2小时。通过固有的空气冷却系统冷却至室温后，通过离心分离将产物用去离子水和无水乙醇洗涤数次。然后，收集所制备的产物并在80℃下干燥10小时。

7、为了获得最终的花状WO3，将沉淀物在500℃下煅烧2小时。在具有Cu-Kα1辐射（λ=0.15406nm）和扫描速度为12°min-1的日本理学D/最大2500X射线衍射仪上进行X射线功率衍射（XRD）分析。在以15kV操作的JEOLJSM-7500F显微镜上记录场发射扫描电子显微镜（FESEM）图像。在具有200kV的加速电压的JEOLJEM-200EX显微镜和JEOLJEM上获得透射电子显微镜（TEM），选择面电子衍射（SAED）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）-3010显微镜在200kV下运行。使用NETZSCHS