气敏和光催化功能氧化钨纳米材料的改性设计及机制

项目名称： 气敏和光催化功能氧化钨纳米材料的改性设计及机制

项目编号： No.51372013

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 白守礼

作者单位： 北京化工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： n-型半导体氧化钨具有本征非化学计量性和较窄禁带，经改性后提高气敏和光催化活性的潜能巨大。本项目着重研究纳米结构WO3晶体的性能对结构敏感性、改性设计及其机制。采用低温水热和常温超声法合成不同形貌、高比表面的纳米结构WO3；通过掺杂或表面修饰调控其晶体结构，增加表面对气体的吸附和反应活性；在石墨烯骨架上负载或并入WO3，加速电荷迁移；以两种半导体藕合的异质结构调控能带，提高光生电子和空穴的分离；合成有机导电高聚物和WO3的复合材料，发挥有机和无机组分的叠加或协同效应，实现WO3功能材料的最优化应用。采用L-H 反应机理对暂态气敏数据进行模拟，研究传感器的应答和恢复可逆性及传感速率随气体浓度的变化规律；利用基于密度泛函的第一性原理计算材料改性前后的能带结构、态密度和电子布居变化，以揭示WO3气敏和光催化作用机理及其改性的机制，进而用于材料研制过程中的性能预测及结果分析。

中文关键词： 半导体金属氧化物；导电高分子；三维分级结构气敏材料；p-n异质结；室温气体传感器

英文摘要： Tungsten oxide is an n-type semiconductor with small band gap, which exhibits high sensing response for toxic gases. Tungsten oxide as a visible-light-driven photocatalyst is used for the degradation of organic pollutants. However, pure WO3 is not an effi

英文关键词： Semiconducting metal oxide；conducting polymer；3-dimentional hierarchical sensing material；p-n heterojunction；Room temperature gas sensor