研究目的
研究老化时间、PEG含量和煅烧温度对非水解溶胶-凝胶法合成的WO3多孔薄膜微观结构及NO2传感性能的影响,并确定适用于NO2传感的最佳合成条件。
研究成果
合成参数(陈化时间、PEG含量、煅烧温度)显著影响WO3薄膜的微观结构和NO2传感性能。最佳条件(陈化时间3小时、PEG含量0.5克、煅烧温度500°C)制备的薄膜具有高孔隙率、网络结构及优异的NO2响应与恢复特性,为高性能气体传感器提供了一种经济高效的制备方法。
研究不足
该研究仅限于特定合成参数(陈化时间、PEG含量、煅烧温度),并聚焦于NO?传感。该方法可能无法直接适用于其他气体或条件,所用设备(如旋涂机、特定显微镜)可能并非普遍可得。未涉及其他应用的优化或规?;侍狻?/p>
1:实验设计与方法选择:
本研究采用非水解溶胶-凝胶(NHSG)旋涂法在玻璃基底上制备多孔WO3薄膜。以乙醇作为氧供体,PEG作为结构导向剂。调控的合成参数包括陈化时间(2-5小时)、PEG含量(0-0.6克)和煅烧温度(300-600°C)。
2:6克)和煅烧温度(300-600°C)。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:使用直径2.5厘米的玻璃基底。材料包括六氯化钨(WCl6)、无水乙醇、二甲基甲酰胺(DMF)和聚乙二醇(PEG),所有试剂均为分析纯。
3:5厘米的玻璃基底。材料包括六氯化钨(WCl6)、无水乙醇、二甲基甲酰胺(DMF)和聚乙二醇(PEG),所有试剂均为分析纯。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括真空旋涂机(VTC-100,科晶自动化仪器有限公司)、X射线衍射仪(PANalytical X’Pert Pro)、场发射扫描电子显微镜(ZEISS Ultra Plus)、透射电子显微镜(JEM2100)和气体传感测试系统(WS-30A,炜盛电子科技有限公司)。材料包括WCl6、乙醇、DMF、PEG和玻璃基底。
4:乙醇、DMF、PEG和玻璃基底。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:前驱体溶液通过将WCl6和PEG溶解于乙醇与DMF混合液中配制,在70°C下陈化。以1000转/分钟旋涂20秒,薄膜经70°C干燥后于指定温度煅烧。表征手段包括XRD、SEM、TEM和气体传感测量。
5:数据分析方法:
通过XRD图谱分析结晶度与结构,利用SEM和TEM图像观察形貌。气体传感响应值以Rgas/Rair表示,响应与恢复时间定义为达到平衡值90%所需时间。
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获取完整内容-
X-ray Diffractometer
X’Pert Pro
PANalytical
Used to determine the crystallographic structure of WO3 films.
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Field Emission Scanning Electron Microscope
Ultra Plus
ZEISS
Used to characterize the surface morphology of WO3 films.
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Transmission Electron Microscope
JEM2100
JEOL
Used to observe transmission electron microscopy images of WO3 films.
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Vacuum Spin Coater
VTC-100
Kejing Auto-instrument Co., Ltd
Used for spin-coating the precursor solution onto glass substrates to form thin films.
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Gas Sensing Test System
WS-30A
Winsen Electronics Technology Co., Ltd
Used to investigate the gas sensing performance of the sensors.
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