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近年来,随着人们对环境保护的意识的加强,也随着对各种安全生产,生活的意识的提高。对于检测危险气体,检测空气质量,环境污染等传感器的综合性能要求也越来越高。因此,金属氧化物半导体材料的研究得到了广泛的关注。虽然以ABO型的三元和多元的氧化物半导体也在如火如荼的进行研究。但是二氧化钛作为传统的一种半导体材料,至今仍有许多潜力可以挖掘,特别是其相对于ABO型和复合的纳米材料具有以下一些列优点:a、表面积和体积之比很高,且具有极强的表面效应和量子效应,对气体的响应较为灵敏。b、纳米二氧化钛的结晶度高,晶体生长具有各向异性。c、现对于ABO型和掺杂型的金属氧化物,二氧化钛具有较好的热稳定性,在我们制备的二氧化钛纳米材料中团聚现象很少而且均匀性都很好,实验可重复性好。 本文利用水热法制备了纳米二氧化钛晶体。通过SEM和XRD等表征了在不同辅助剂下制备得到的不同的二氧化钛形貌,其中包括纳米球,纳米棒,纳米带,纳米颗粒,纳米多面体。 本课题对二氧化钛形成不同形貌晶体过程中的一些主要因素进行了探讨。其中包括辅助剂,温度,时间,前躯体,反应物。其中在本次实验中利用的3种有实验辅助剂(PEG,EDTA-4Na+,H2O2)对于此次实验有很好的效果。 ①探讨了水热合成纳米二氧化钛晶体在不同辅助剂环境下的生长机理。发现有机碱在二氧化钛多面体的形核过程中的形貌控制有重要作用。②对于同一个前驱体,辅助剂的不同形成不同的多面体。这可能的因素是由于有机碱的长分子链对于形核有一定的引导作用。③不同辅助剂对于形成不同的形貌有至关重要的作用。但是前驱体对于形成的大致的形貌方向有一定的指向作用。④通过不同温度,不同时间,不同反应物的对比实验,对于制备这种纳米球得出了一种较好的制备工艺。并在一些常用的辅助剂中得出了PEG对于此次实验结果有优化作用,并且H2O2的作用在这里不可替代。 还对不同形貌的二氧化钛晶体的形核机理进行了分析,提出了不同形貌二氧化钛晶体的形核机理模型。 对制备的二氧化钛进行了气敏传感器的制备及其气敏性能分析,并且对其气敏机理进行了分析。①利用制备出的不同相貌的二氧化钛纳米粉末制备了气敏传感器。②对制备的二氧化钛气敏传感器进行了样品表征及其不同温度,不同浓度,以及对相应恢复时间的测试。③测试结果表明二氧化钛纳米球在气敏性的各个环节抖表现出优异的结果。④根据试验结果和分析,我们对其气敏性能进行了探讨。二氧化钛{101}对于气体的较强敏感性是其重要原因之一。