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摘要

本文采用水热法成功制备了Au纳米颗粒负载的WO ₃纳米花材料, 并运用XRD, SEM, TEM等手段对其晶体结构和形貌进行了表征, 并详细研究了其对二甲苯的气敏性能. 首先对Au的浓度和气敏元件的工作温度进行了优化, 结果表明, 0.4 μl Au纳米颗粒负载的WO ₃对二甲苯的灵敏度最高, 最佳工作温度为250 ℃. 同纯WO ₃相比, Au纳米颗粒负载的WO ₃纳米花具有更快的响应/恢复速度和更高的目标气体选择性, 在100 ppm二甲苯中灵敏度达到了29.5. 此外, 检测限度可以低至5 ppm水平. 最后对气敏元件表面可能发生的氧化还原反应的机理进行了研究和讨论, 认为Au负载的WO ₃纳米花材料有望应用于二甲苯气体传感器.

关键词:

Abstract

Pure and Au nanoparticles loaded WO ₃nanoflowers are synthesized by the hydrothermal method.The structures and morphologies of the as-prepared products are characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microswcope (SEM), and transmission electron microscope (TEM). The gas sensing performance of the Au/WO ₃sensor to xylene is investigated. The Au content and the operating temperature are first optimized. It is found that WO ₃with 0.4 μL Au nanoparticles shows the highest sensitivity at an operating temperature of 250 ℃. Compared with pure WO ₃, Au(0.4)/WO ₃possesses fast response/recovery speed and high target gas selectivity. Its sensitivity to 100 ppm xylene is 29.5. Meanwhile, the practical detection limitation is as low as 0.5 ppm. Finally, the mechanism of Au/WO ₃gas sensing is also proposed and discussed. Au nanoparticles loaded WO ₃nanoflowers are considered to be a promising sensing material for detecting xylene pollutants.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:张丁可,zhangdk@cqnu.edu.cn

基金项目:重庆高校创新团队建设计划(批准号: CXTDX201601016)资助的课题

Authors and contacts

Corresponding author:Zhang Ding-Ke,zhangdk@cqnu.edu.cn

Funds:Project supported by the University Innovation Team Construction Plan of Chongqing, China (Grant No. CXTDX201601016)

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参考文献

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