三维鸟巢状bi2wo6微晶的水热合成及其气敏性能

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1、三维鸟巢状Bi2WO6微晶的水热合成及其气敏性能摘要：以硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O、钨酸铵(H40N10O41W12·xH2O)为原料，采用水热法合成了结构新颖的鸟巢状Bi2WO6微晶。采用X-射线粉末衍射（XRD）、光电子能谱（XPS）、固体紫外（UV-Vis）、电子扫描电镜(FE-SEM)对Bi2WO6光催化剂的晶型、形貌和光吸收特性等进行了表征，并初步考察了Bi2WO6的气敏特性。实验结果表明，Bi2WO6的形貌受实验条件，如水热温度、水热时间的影响。气敏测试结果表明，Bi2WO6对醇类物质具有良

2、好的气敏响应，且灵敏度与Bi2WO6的尺寸、结构有关。水热2h所得三维鸟巢状结构的Bi2WO6微晶具有良好的气敏性。关键词：水热法；三维鸟巢状Bi2WO6微晶；气敏性能Three-DimensionalNest-likeBi2WO6microcrystal:SynthesisandItsGas-sensitivityAbstract :Novelthree-dimensional(3D)Bi2WO6microcrystalweresynthesizedviaafacilethydrothermalproces

3、sonlyusingBi(NO3)3·5H2OandH40N10O41W12·5H2Oasstartingmaterial.XRD,XPS,FE-SEM,UV-Vis-DRSandBETtechniqueswereemployedtoinvestigatethephasecomposition,morphology,andmicrostructure,spectraproperty.Thegas-sensitivityofas-synthesizedsampleswasalsoinvestigated.The

4、experimentalresultsindicatesthatmorphologyofBi2WO6nanoarchitectureisstronglydependentonthereactionconditionssuchastemperatureandhydrothermaltime.Furthermore,thegas-sensitivitytestexperimentillustratedthatBi2WO6shownexcellentgassensitivityofalcoholsandthesen

5、sitivityishighlydependsonthemorphologyandsizeofBi2WO6.Nest-likeBi2WO6microcrystal,whichobtainedviahydrothermalreactionfor2h,showedthebestgas-sensitivityforachols.Keywords:Hydro(solvo)thermalMethod;Nest-likeBi2WO6microcrystal;Gas-sensingproperty.141引言气敏器件主要用

6、于特定环境中某些有毒、易燃气体的检测，广泛应用于生产安全监测方面。对半导体气体传感器的研究和应用越来越受到人们的关注。随着工业的发展及环境检测技术的进步，对气敏材料的要求也越来越高。因此，改进气敏材料的气敏性能成为传感器领域近年来的研究热点。目前，气敏传感器的发展趋势是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合。而气敏器件制备的关键是合成具有特殊结构和响应性能的气敏材料。气敏元件存在的主要问题是高灵敏度、常温化、快速响应难以同时满足。目前可用作气敏传感器的材料主要有II-VI族

7、的半导体氧化物和硫化物，如ZnO、CuO和Cu2O等。功能材料的性能在很大程度上受制于其微观结构，只有实现材料显微结构的可控制性，才能做到材料性能的稳定化和可复现性，最终实现材料性能的可剪裁目标。为了提高材料的气敏响应特性，人们通过控制制造工艺、掺杂等手段以调控材料的形貌和表面微结构以达到改变材料气体灵敏度的目的。因而，找出灵敏性、选择性、响应恢复特性与材料结构间的相互关联机制，从而达到控制微观结构，改善气敏性能的目的，已成为气敏材料研发的核心技术[1-4]。钨基材料的应用研究目前主要集中采其制备技术和催化活

8、性方面，而对于其气敏性能的研究报道不多[5]。Bi2WO6是一种结构最为简单的Aurivillius型氧化物，具有典型的层状结构。由于其Bi6s轨道和O2p轨道杂化形成价带，W5d轨道形成导带，所以其禁带宽度较窄（约为2.7eV），可以吸收可见光而被激发，具有较高的光催化活性。因此，Bi2WO6光催化材料的研究和开发将为提高太阳光的利用率，在环境净化和新能源开发领域具有潜在的实用价值，成为目前广泛研