TeO2作为一种宽带隙金属氧化物半导体材料(Eg=4.05eV,at 300K),具有优异的光电、热电及催化等特性,因而在红外遥感、太阳能电池、石油裂化的催化剂、陶瓷和玻璃的着色剂等方面具有广泛的用途。然而,目前对于Te02材料气敏特性的考察则刚刚起步,研发方向也以TeO2薄膜材料为主。为了获得具有更大比表面积的TeO2材料,本论文采用热蒸发法制备TeO2纳米线,目的是通过优化制备条件获得具有结晶好、长径比高、产量大的TeO2纳米线,从而应用于气体传感器进行气敏特性研究。以金属Te粉为原材料,采用热蒸发法在不同的基板材质、加热温度、加热时间和空气流速条件下制备TeO2纳米线,通过XRD、SEM、EDS等表征结果对制备条件进行优化。结果表明,在镀金Glass基板、加热温度450℃、加热时间2h、0mL/min的空气流速条件下为获得具有结晶好、长径比高、产量大的TeO2纳米线的最佳制备条件,并利用TEM和FTIR对该条件下获得的TeO2纳米线进一步的观察和分析。将最佳制备条件下获得的TeO2纳米线制备成气体传感器元件,通过静态配气法考察了其对甲醇、乙醇和丙醇的气敏性能。结果表明,TeO2纳米线对三种醇类气体表现出良好的气敏响应-恢复特性,而且响应和恢复速度快；在室温及50℃左右的工作温度下获得对醇类气体的最佳灵敏度,有助于降低能耗和延长传感器寿命；随着被检测醇类气体浓度的增加,TeO2纳米线对被检测气体的灵敏度均呈上升趋势；TeO2纳米线的气体选择性表现为甲醇>乙醇>丙醇。对比纳米材料的VLS和VS生长机理特征,确定TeO2纳米线遵循VS生长机理,并对生长过程进行了模拟。以试验结果和理论分析为基础,深入研究了TeO2纳米线的气敏反应机理,表明从材料微结构设计角度来开发未来的新型气体传感器是一种有效的方法。
