無(wú)論是應(yīng)用于氣體傳感器還是超級(jí)電容器,氧化物的形貌始終是此類(lèi)研究所關(guān)注的重點(diǎn)。合理的形貌設(shè)計(jì)可以有效地提高材料的性能。為此,利用溶劑熱法/水熱法制備出一系列具有獨(dú)特形貌的氧化物,并探究其氣敏性能或電容性能,所做工作有助于后續(xù)研究者更好地理解材料“結(jié)構(gòu)與性能”之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并且可以被擴(kuò)展到其它種類(lèi)材料的設(shè)計(jì)與制備之中,所做研究概括如下:憑借單根蜘蛛絲的高長(zhǎng)徑比以及無(wú)數(shù)蜘蛛絲之間的稀疏排布,蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)與空氣中的水蒸氣有非常大的接觸面積,因而可以在其上形成露珠。受此啟發(fā),擁有高長(zhǎng)徑比和呈現(xiàn)非致密堆疊的三氧化鎢納米線(xiàn)被預(yù)測(cè)可能會(huì)擁有優(yōu)異的氣敏特性。作為對(duì)上述猜想的驗(yàn)證,首先通過(guò)調(diào)節(jié)溶液熱反應(yīng)中水和乙醇的比例成功制備出了蛛網(wǎng)狀三氧化鎢。隨后的氣敏測(cè)試證明,該蛛網(wǎng)狀三氧化鎢的確在較低工作溫度下展現(xiàn)出對(duì)乙醇?xì)怏w的高敏感度。納米棒有序排列所構(gòu)成的陣列結(jié)構(gòu)具有非常大的比表面積,因而被認(rèn)為是應(yīng)用在諸如氣敏反應(yīng)等界面相關(guān)反應(yīng)中的理想微結(jié)構(gòu)。但是陣列結(jié)構(gòu)制備較為復(fù)雜,制備過(guò)程中往往需要使用基底做模板,這極大程度上限制了陣列結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用。本文將介紹一種利用簡(jiǎn)單的水熱法在沒(méi)有模板的情況下合成三氧化鎢納米棒陣列的... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a,b)帶有露珠的蜘蛛網(wǎng)的實(shí)物照片(c)三氧化鎢納米線(xiàn)優(yōu)化策略示意圖

過(guò)程化學(xué)試劑均為分析純級(jí)別，使用的時(shí)候不再進(jìn)行進(jìn)一步的的制備過(guò)程中，先將 330 毫克二水合鎢酸鈉（Na2WO4·2H2的混合溶劑（20 毫升水和 15 毫升乙醇）之中，通過(guò)持續(xù)的溶解。接著逐滴加入 1 摩爾每毫升的硝酸溶液（HNO3）調(diào)。溶劑熱反應(yīng)在 180 攝氏度條件下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為 10 小時(shí)反應(yīng)釜，任其自然冷卻至室溫。用高速離心的方式收集反應(yīng)水和乙醇反復(fù)清洗所得沉淀物，最后將所得沉淀物至于空。煅燒過(guò)程的溫度設(shè)定為 500 攝氏度，煅燒時(shí)間為 2 小時(shí)。由 Rigaku D/MAX-1200X 衍射儀（XRD）進(jìn)行表征，采用0.154 nm），掃描速率設(shè)定為 10°min-1, 2θ 角范圍設(shè)定為 5-90°Nova 400 Nano 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）進(jìn)行表征.0KV。

界面相關(guān)的反應(yīng)過(guò)程同樣存在于日常生活之中。這些天然存在的結(jié)千上萬(wàn)年的進(jìn)化與演變，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與相對(duì)應(yīng)界面反應(yīng)間的完美匹配，為三氧化鎢的微觀(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的啟發(fā)[35, 36]。植物通過(guò)其根系從土壤中吸收養(yǎng)分。為了增加與土壤的接觸面積，根系壤接觸的界面處形成了名為根毛的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。如圖所示（圖 4.1 (a)），根其實(shí)是有序排列的棒狀物構(gòu)成的陣列。該結(jié)構(gòu)有效地避免了單根棒狀物密堆疊，因此具有非常大的比表面積�；谙嗨频目紤]，如果三氧化鎢類(lèi)似的陣列結(jié)構(gòu)，那么其氣敏特性或許會(huì)有比較顯著的提升。截至目前方法被提出用以合成三氧化鎢的納米棒陣列，主要包括物理/化學(xué)氣相沉積學(xué)法以及溶劑/水熱法。在這些方法之中，溶劑/水熱法不需要復(fù)雜精密的和苛刻的實(shí)驗(yàn)條件（例如高溫），具有良好的便利性與經(jīng)濟(jì)性，因而成為成三氧化鎢的理想方法[37, 38]。即使這樣，傳統(tǒng)的溶劑/水熱合成法在合成的過(guò)程中必不可少地需要使用模板來(lái)誘導(dǎo)陣列的生長(zhǎng)，使得實(shí)驗(yàn)操作變同時(shí)也留下了進(jìn)一步優(yōu)化的空間（圖 4.1 (b)）[37-40]。本章，將介紹一種無(wú)模板溶劑熱合成三氧化鎢納米棒陣列的方法。

【參考文獻(xiàn)】：
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