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纳米材料由于其特殊的形貌和比较小的粒子尺寸,在很多应用领域表现出优于块体材料的特性,已经引起人们极大的兴趣。尤其是半导体金属氧化物纳米材料已经被广泛应用于传感器、纳米催化剂等领域。与其它纳米材料相比,多孔半导体金属氧化物纳米材料尤其得到人们的青睐。因为其独特的多孔结构具有较大的比表面积,不仅可以促进气体分子在材料中的扩散而且也为电子传递提供了更多的途径,可以极大地提高其光催化和气敏传感性能。本论文主要是在合成多孔半导体氧化物纳米材料的基础上,进一步研究了它们的气敏性能和光催化特性。本论文的主要研究内容如下: 第一章介绍了多孔纳米材料的特征、研究现状以及制备多孔纳米材料的常见方法。同时还介绍了多孔纳米材料在气敏传感器和光催化中的应用,阐述了传感器的测试原理,特征参数和发展趋势以及光催化反应机理和影响光催化活性的主要因素。研究表明,由于多孔纳米材料具有较大的比表面积和多孔结构,使其在传感器和光催化应用中表现出优异的性质。 第二章介绍了多孔氧化锌纳米线的合成、表征和气敏测试。采取水热法,以六水合硝酸锌和碳酸氢铵为原料,合成出碱式碳酸锌前躯体,通过对前躯体煅烧合成多孔氧化锌纳米线。将多孔氧化锌纳米线制成传感器对乙醇、甲醇、苯、丙酮等挥发性有机气体进行气敏测试并表现出很好的气敏性能。 第三章介绍了多孔二氧化钛纳米线的合成、表征及其光催化性能和气敏性。以氟钛酸氨和氢氧化钠为原料,合成出钛酸钠,然后进行简单的酸处理得到有序的二氧化钛纳米线前躯体,通过对前躯体煅烧得到多孔二氧化钛纳米线。将多孔二氧化钛纳米线制成传感器对乙醇、丙酮等挥发性有机气体进行气敏测试,同时检测对降解罗丹明B和亚甲基蓝染料污染物的光催化活性,表现出较好的气敏性和较高的光催化活性。 第四章介绍了多孔二氧化钛纳米球的合成、表征及其光催化性能和气敏性的研究。采取水热法,以氟钛酸氨和尿素为原料,合成出多孔二氧化钛纳米球。将多孔二氧化钛纳米球制成传感器对乙醇、甲醇、丙酮等挥发性有机气体进行气敏测试,同时检测对降解罗丹明B、亚甲基蓝、P-硝基酚,曙红B和甲基橙染料污染物的光催化活性。实验证明,该结构有助于提高气敏性和光催化活性。这是因为多孔TiO2纳米球具有较大的比表面积和良好结晶性。