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三氧化钨（WO3）是一种重要的功能材料,在光电、电致变色、铁电、催化等方面已被广泛地研究。同时,由于其良好的气敏性能得到而越来越多的研究。甲苯等挥发性有机化合物（Volatile Organic Compound,简称,VOC）是室内空气的主要污染物,其对人身体健康非常有害。研究表明,甲苯等具有强烈的致癌和促癌作用,因此对室内空气中这些气体的监测是十分必要的。本论文研究了三氧化钨纳米粉体的制备工艺以及不同元素掺杂情况下的VOC气体气敏特性、材料微结构和电性能的影响,并给出了相应的解释。其主要内容如下:1、以钨粉和双氧水为起始原料,采用溶胶-凝胶技术获得三氧化钨纳米粉体,研究了不同烧结温度及不同保温时间对WO3材料气敏特性的影响。发现在600oC保温1小时得到的材料,对二甲苯、甲苯、丙酮等VOC气体的气敏特性较好,材料颗粒基本呈球形,分布均匀且粒径较小,具有大的比表面积,孔径大小适中。复阻抗分析表明,延长保温时间使试样的电阻-电抗关系曲线半圆弧的弥散角逐渐减小,说明适当的保温时间使材料中晶粒接触形态及缺陷和气孔的分布等趋向均一和稳定。2、探讨了CeO2的添加量对WO3的VOC气敏特性的影响。对50ppm的苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮的灵敏特性测试结果显示,添加5at%CeO2对二甲苯、甲苯、苯有较高的灵敏度。SEM测试结合表明,随CeO2含量的增加,敏感材料的颗粒度逐渐减小;复阻抗分析说明CeO2有明显的抑制晶粒长大的作用,随着CeO2含量增加,材料晶界电阻增大、晶界电容减小。可以认为Ce离子主要存在于晶界,有利于改善器件的气敏性能。如采用复阻抗定义灵敏度,与直流测试相比得到的灵敏度增大3倍左右。3、研究了RuO2在WO3纳米粉体中的作用。灵敏特性测试说明,添加适量RuO2对50ppm的苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮气体的灵敏度均有很大程度的提高,当加热电压为4.5V时,添加1wt%RuO2试样对二甲苯和甲苯的灵敏度分别为39.5、29.9,比纯WO3试样均提高了2倍。添加5wt%RuO2试样对丙酮和乙醇的灵敏度分别高达75.4、28.4提高了近6倍,并且添加RuO2的试样对苯的选择性均较好。4)根据氧在气敏材料表面发生化学吸附时形成的肖特基晶界势垒模型。应用质量作用定律和晶界耗尽层近似,得到了势垒高度在接触不同浓度气体前后的变化关系式。以热电子发射理论为出发点,理论上推导给出器件灵敏度随着气氛浓度变化关系。