【摘 要】
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伴随着工业现代化、信息化、智能化进程的有序推进,、人们对环境质量的要求越来越高,进一步改善大气环境已成为当今人类社会面对的难题之一。工业化的扩张与交通运输业的飞速发展,导致大量有毒有害,如有机挥发性气体（VOCs）被释放到大气中,大气污染已经开始严重危害人类的生命与财产安全,成为亟待解决的挑战。作为一种高性能气体监测装置,气体传感器已在环境监测、医学分析、航空航天、军事、食品安全等方面发挥着重要作
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伴随着工业现代化、信息化、智能化进程的有序推进,、人们对环境质量的要求越来越高,进一步改善大气环境已成为当今人类社会面对的难题之一。工业化的扩张与交通运输业的飞速发展,导致大量有毒有害,如有机挥发性气体（VOCs）被释放到大气中,大气污染已经开始严重危害人类的生命与财产安全,成为亟待解决的挑战。作为一种高性能气体监测装置,气体传感器已在环境监测、医学分析、航空航天、军事、食品安全等方面发挥着重要作用。MoO3因其稳定的物化性质、可控的微纳形貌、优异的氧化还原催化活性以及良好的导电性,而在气敏、催化等领域中备受关注。本论文以提升氧化钼的气敏特性、研究其传感机理为目的,通过一系列有效手段制备出具有钼基包覆结构的纳米复合材料,成功改善了氧化钼的传感性能,并对其传感机理进行了详细的探究。主要有以下3个研究内容:1.利用水热法成功制备了具有包覆结构的MoO3@SnS2复合材料。对a-MoO3@SnS2复合材料传感器的三乙胺（TEA）气体传感性能进行了详细研究。基于最优合成时间的a-MoO3@SnS2传感器在其工作温度（175°C）下对100 ppm TEA的响应值为114.9,灵敏度远高于许多其他报道的传感器。此外,该传感器显示出从500 ppb到500 ppm的宽浓度检测范围,在空气中暴露80天后仍具有较好的稳定性,以及出色的选择性。复合材料优异的传感性能可归因于高结晶a-MoO3@SnS2异质结、合理的包覆结构设计和比表面积增大的协同耦合效应。2.成功在片状MoO3纳米材料表面包覆了一层In2O3纳米材料,制得MoO3@In2O3纳米复合材料,并构建了MoO3@In2O3气体传感器。在200°C下,MoO3@In2O3复合材料传感器的传感性能最优,具有最佳摩尔比的MoO3@In2O3复合材料对于50ppm TEA的响应能达到41.69,响应/恢复时间为4 s/3 s,还具有良好的选择性、稳定性和抗干扰能力。MoO3@In2O3为气体扩散与附着提供了丰富的通道和活性位点,其传感性能的提升归因于独特的微观形貌、高比表面积和包覆异质结构的协同效应。3.采用水热法和化学合成法制备了MoO3@WO3纳米复合材料,研究了不同比例下MoO3@WO3复合材料对TEA气体的传感特性和响应机理,并优化了Mo和W元素的质量比。最优MoO3@WO3传感器在200°C下对100 ppm TEA的响应达到80.5,响应/恢复时间为23 s/12 s。与纯MoO3相比MoO3@WO3传感器的检测限降低、选择性和稳定性得到提高。MoO3@WO3的气敏性能增强主要是由于MoO3@WO3界面的异质结和特殊的纳米包覆结构的协同效应。这表明,所制备的MoO3@WO3复合材料对TEA气体的检测中具有较好的应用前景。
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