金属氧化物纳米材料因其表现出新颖的物理特性,在光电学、传感器、光催化等领域受到研究者广泛的关注。近年来,过渡金属氧化物纳米材料——氧化钨纳米材料也成为了科技和工程领域的一个研究焦点,主要是由于它具有特别的纳米形貌和能带结构,在光电子器件、电化学等领域具有巨大的潜在应用价值。本论文的研究工作主要集中在于探索氧化钨三维复合纳米结构材料的制备和应用,首先尝试制备出不同的氧化钨纳米材料,然后把这类材料应用于气敏传感器领域和光催化降解染料,最后通过材料表征、性能测试、机理分析与讨论。本论文所取得的主要研究结论,可概述如下:1.发展了一种用于制备金属及其氧化物核壳结构的种子种植法,并定域生长了一种W-W₁₈O₄₉纳米花结构体。通过SEM、XRD、TEM进行表征,同时通过记录材料的生长过程,建立了氧化钨纳米花的生长机理模型,为在纳米空间进行人为的精确定向排列和组装,以及构造新型的三维复合纳米材料打下了基础。2.利用WO₃纳米花结构体的高比表面积以及Pt表面修饰,制备了基于纳米花结构体薄膜的气体传感器,在室温下对传感器的气敏特性和反应机理进行系统的研究。研究表明,Pt表面修饰WO₃纳米花结构体薄膜在室温下具有较高灵敏度,该薄膜的氢气浓度检测量程为50 ppm⁵000 ppm,其电阻变化率与氢气浓度成线性关系,其检测范围已达到标准的工业氢气检测范围,能够有效地降低了氢气传感器的工作温度。气敏传感机理与表面势垒调控和结构水模型有关。3.通过高温无氧退火,在碳纤维布上构建了具有氧缺陷的W₁₈O₄₉光催化材料,发现该材料在可见光或无光环境下均可降解甲基橙染料分子,并通过其催化性能进行测试和分析,试图探索氧缺陷W₁₈O₄₉光催化材料的催化反应降解甲基橙机理。该研究结果的意义在于扩展氧化钨光催化材料的光谱响应范围至可见光区,也有助于在暗环境中降解污水的有毒染料分子。