银钒氧化物一维纳米材料制备及气敏性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要一维纳米材料因为具有显著的各向异性结构和固有的量子限域效应而产生许多优异的物化性能，引起了广大学者的研究兴趣。银钒氧化物由于存在银和钒特殊的氧化态而具有优良的电化学性能、磁性能及电输运特性，可应用于心脏起搏器电池材料、电子自旋器件、敏感器件等方面。本论文以具有带状质点的V205溶胶为钒源，采用流变相自组装法制备了银钒氧化物一维纳米材料，并用XRD、SEM、TEM、EDS、SAED等手段对产物进行表征，讨论了合成工艺参数对产物结构和形貌的影响。通过组装基于粉末AgV03纳米棒材料和单根AgV03纳米棒的气敏传感器件，研究了该材料的气敏性能

2、。得到的主要结果和结论如下：1．得到的产物为长几到数十微米，直径100--400rim的纳米纤维聚集成的束状13-AgV03，该纳米纤维是由直径为数纳米至50nm左右的Ag纳米颗粒所包覆的Agv03纳米棒构成，纳米棒的直径为40～100nm。2．升高水热反应温度和延长反应时间均有利于AgV03准一维纳米材料的形成，但当反应时间过长时，晶粒的择优取向生长变弱，产物逐渐生长为微米级的块状结构。搅拌和超声处理使固体反应物A920充分、均匀进入到V205溶胶层间，使反应在较低温度下就可以进行。3．在由粉末AgV03纳米棒所制备的气敏器件中，样品在不同的加热电压下对乙醇气体

3、均具有敏感特性。乙醇与Agv03纳米材料表面从空气中吸附的氧形成的氧负离子发生反应，从而将捕获的电子释放，而使材料的电阻减小。4．由Ag纳米颗粒包覆的单根AgV03纳米棒气敏器件，在O．1V电压下，300℃时，舢气氛中对甲烷气体具有好的敏感特性，最低响应浓度为50ppm。CH4能够分解出甲基自由基CH3和日·自由基，两个甲基自由基和纳米棒表面的晶格氧以及何．通过一系列的反应最终生成C凰、Ⅳ，D以及一个氧空位，氧空位能参与导电从而使纳米棒的电阻减小。并且两个日．自由基也能与纳米棒表面的晶格氧反应生成水，而产生一个氧空位，使得纳米棒的电阻减小。此外，纳米棒表面所包覆的

4、Ag纳米颗粒，有可以促进CH4的分解反应在低温下进行。关键词：银钒氧化物，一维纳米材料，气敏特性武汉理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears，greatattentionhasbeenfocusedononedimentionalnanostructuredmaterialsduetotheexcellentphysicalandchemicalproperties．SilvervanadiumoxidewasappliedaSanodematerialinprimarybatteries。electronspindeviceandthese

5、nsitivedevicebecauseofgoodelectrochemical，magneticandelectronictransportproperties．Inthepresentwork，silvervanadiumoxidenanomaterialsweresuccessfullyassembledbyultrasonictreatmentfollowedbyrheologicalself-assemblingmethodsusingV205s01．TheproductsobtainedwereanalyzedbyXRD，SEM，TEM，EDSand

6、SAED．Theparametersofthereactionandthegrowingmechanismwerediscussed．ThegassensingpropertyandmechanismofbulkAgV03nanomaterialsandsingleAgv03nanorodwerealsostudied．Themainconclusionsareasfclllows：1．Theobtainedp—Agv03nanomaterials晰tllthelengthfromseveraltoseveraltensmicrometersformbundles

7、ofagglomeratedsmallerfilamentswithdiametersrangingfrom100to400n／n．Thisnanostructureismadeupofnanorodswiththediametersof40～lOOnmcoatedbyAgnanospheres、析mdiametersofseveralnanometersto50nm．2．Theincreasesofhydrothermaltemperatureandtimearehelpfultoformationofonedimensionalnanostrcutres，bu

8、tthem