WO3的水热诱导合成及其应用研究

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三氧化钨(WO3)作为一种重要的半导体材料,因其具有良好的电致变色、光催化、气体敏感等性能而受到广泛的关注。已有研究表明,材料的形貌对其性能有着深刻的影响。通过引入纳米结构,可以增强材料某些方面的性能,或使其表现出一些原本观察不到的性质。因此WO3纳米材料的制备及其性质研究对于理论及实践都有着极为重要的意义。本论文主要工作如下:1、通过无机盐诱导,水热合成了多种WO3纳米结构(纳米线/棒、微米薄片、微米框架、绒球、方块等)。实验表明不同的无机盐对产物形貌的影响差异较大。使用X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)对各种条件下制备出的WO3进行了物相及形貌分析。根据实验结果,提出了静电吸附的诱导机制。另外,在Na2SO4的诱导下,通过调节溶液的pH值,合成了WO3网格状方块。分析其生长机理,发现除离子诱导外,HNO3的刻蚀同样起着非常重要的作用。2、以合成出的WO3网格状方块为对象,研究了其光敏及湿敏性能。制备了基于单块WO3方块的感应元件,非线性的I-V曲线暗示肖特基势垒的存在。在模拟太阳光源的照射下,元件的I-V曲线发生了很大的变化。进一步的光敏性能测试显示该元件具有极快的光电响应、高的重复性以及良好的稳定性。湿敏性能测试显示该元件具有比其他报道结论更快的响应:相对湿度在20%至60%间周期性变化,响应时间短至2s。分析表明,质子导电对该元件的湿敏感应起主要贡献。
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