摘要: 氧化钨(WO3)作为一种非常有希望的气敏传感材料，如何实现其高性能和特异性检测某种气体一直是科学研究的难点与热点。材料的组成和结构都是决定其气敏性能的关键因素。贵金属元素(Pd、Au)是良好的化学敏化和电子敏化催化剂;三维有序大孔结构(3DOM)较... 展开 氧化钨(WO3)作为一种非常有希望的气敏传感材料，如何实现其高性能和特异性检测某种气体一直是科学研究的难点与热点。材料的组成和结构都是决定其气敏性能的关键因素。贵金属元素(Pd、Au)是良好的化学敏化和电子敏化催化剂;三维有序大孔结构(3DOM)较大的比表面积可以为表面反应提供更多的活性位点;相互连通的大孔结构可以为气体分子的扩散和传输提供更加有利的通道。本文首先制备了3DOM WO3纳米材料，再进一步通过原位还原法制备了3DOM WO3负载Pd纳米材料和3DOM WO3负载Au纳米材料，建立了材料的微观结构与其气敏性能之间的关系。具体内容如下: (1)3DOM WO3负载Pd纳米材料的制备及其氢气气敏性能研究。Pd负载可以显著提高3DOM WO3材料对氢气的灵敏度，在130℃下3DOM0.5 wt％ Pd/WO3(n(NaBH4)∶nPd=1∶1)对50 ppm H2的响应值为382，是纯的3DOM WO3样品的225倍。高性能3DOM0.5 wt％ Pd/WO3传感器对氢气具有优异的选择性，并且响应快(29 s)，恢复时间短(15 s)。气敏机理研究表明，通过原位还原在3DOM WO3表面负载Pd，Pd纳米颗粒在空气中容易被氧化成PdO，当与氢气接触时，PdO被部分还原为Pd，将电子返还给半导体氧化物降低材料的电阻，同时材料表面缺陷增多，氢气气敏性能提高。本文所制备的Pd负载的3DOM WO3材料在低浓度检测氢气方面有很大优势。 (2)高性能Au负载3DOM WO3丙酮气敏传感器的构筑。在3DOMWO3表面负载Au，3DOM1wt％ Au/WO3对丙酮具有优异的气敏性能和很好的选择性，在最佳工作温度210℃时对100ppm丙酮的响应值高达201，是实现高性能检测丙酮的理想材料。对传感器进行测试评估表明，其重复性好、稳定性高。 收起