贵金属_WO_3复合纳米晶的气敏与光催化研究进展_尹莉
2012年第31卷第1期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·133·
化工进
展
贵金属/WO3复合纳米晶的气敏与光催化研究进展
尹莉，陈德良，李涛，张毅，张锐
（郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州 450001）
摘要：WO3作为新型的气敏材料和光催化剂具有广阔的应用前景，通过贵金属纳米簇修饰后的WO3复合纳米晶比WO3基体材料在性能上大幅提高。本文综述了贵金属修饰对WO3基体气敏和光催化性能的影响，其中气敏性能以不同敏感气体（如NO x、H2S、H2等）为分类依据，而光催化性能以不同贵金属（Au、Ag、Pt等）添加剂为分类依据，系统综述了贵金属/WO3复合纳米晶的气敏和光催化性能研究最新进展，并总结了常见贵金属/WO3的气敏和光催化机理模型，提出了贵金属/WO3在气敏和光催化应用过程中存在的问题及前景展望。
关键词：WO3纳米晶；贵金属纳米晶簇；气敏性能；气敏机理；光催化性能；光催化机理
中图分类号：O 644.1；TP 212.2 文献标志码：A文章编号：1000–6613（2012）01–0133–11 Recent progress in noble metal/WO3 composite nanostructures for gas-
sensing and photocatalytic applications
YIN Li，CHEN Deliang，LI Tao，ZHANG Yi，ZHANG Rui
（School of Materials Science and Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，Henan，China）Abstract：WO3-based composite nanostructures have been used as the promising materials for gas-sensing and photocatalytic applications. The performance of WO3 composite nanostructures modified by noble metals can be greatly improved compared to individual WO3 material. In this paper，the recent progress in the gas-sensing and photocatalytic properties of noble-metal-modified WO3 composite nanostructures is reviewed. Effects of preparation methods and noble metal dopants on the gas-sensing properties to various gases，such as NO x，H2S，H2 and etc.，have been discussed in detail.
The gas sensing mechanisms of noble-metal-modified WO3 composite nanostructures have been introduced. The photocatalytic properties of noble-metal-modified WO3 composite nanostructures are reviewed according to the species of noble metals（such as Au，Ag，Pt and Pd nanoclusters）. The recent achievements in improving the photocatalytic performance of noble-metal-modified WO3 composite nanocatalysts and the related photocatalytic mechanisms have been summarized. Some existing issues and future trends in development of the noble-metal-modified WO3 composite photocatalysts have been also included.
Key words：WO3 nanocrystals；noble metal nanoclusters；gas-sensing properties；gas-sensing mechanism；photocatalytic properties；photocatalytic mechanism
随着生活水平的提高，人们越来越深刻认识到环境的重要性，对有毒有害气体的检测，废水、废气及有机污染物的降解变得更加重要。金属氧化物半导体作为一类新型的气敏材料和光催化剂已经成为科学工作者的研究热点。作为一种典型收稿日期：2011-06-03；修改稿日期：2011-06-26。
基金项目：国家自然科学基金（50802090）、中国博士后科学基金（20090450094，201003397）及中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室开放基金（SKL200905SIC）项目。第一作者：尹莉（1980—），女，硕士研究生。联系人：陈德良，副教授，硕士生导师，主要从事功能纳米陶瓷与纳米复合材料的研究。E-mail dlchen@https://www.360docs.net/doc/c48414078.html,。
DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2012.01.010
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的金属氧化物半导体，WO3因具有独特的电学、光学结构性能、磁学和缺陷性质[1]而备受关注，被广泛应用到气敏[2-7]、光催化[8-10]、气致变色[11-12]、电致变色[13-15]、光致变色[16-17]和太阳能电池[18]等各个方面。
常用作气敏材料的金属氧化物半导体有ZnO、SnO2、In2O3、WO3、TiO2和CuO等[19-21]。其中，WO3是一种n型金属氧化物半导体材料，在与被测气体接触时，电阻发生变化，从而使输出信号产生相应改变以检测目标气体。近几年的研究表明，WO3基气敏材料不仅对氧化性气体而且对还原性气体也表现出很好的敏感特性，被认为是检测NO x[22-26]、H2S[27-29]、SO x[30]和NH3[31]等最有前景的新型氧化物气敏材料之一。
半导体光催化可直接利用太阳能来分解空气和水中的有机污染物[32-33]。常见金属氧化物半导体光催化剂有TiO2、ZnO、SnO2、WO3、Fe2O3和 CdS 等，其中研究最多的是TiO2[34]。由于TiO2带隙能较大，只能利用紫外光，研究者常采用掺杂或离子植入修饰二氧化钛使其吸收可见光[35-39]，但通常掺杂间隙会充当光生电子-空穴复合中心，反而降低光催化活性。早期的可见光光催化剂研究主要集中于硫族化合物如CdS[40]、CdSe[41]等，这类光催化剂的光稳定性差，易发生光腐蚀，不利于实际应用。而WO3的带隙宽为2.4～2.8 eV，对太阳光谱的吸收可以拓展至约520 nm的可见光范围内，且具有稳定的物理化学性质和抗光腐蚀能力[42-43]，成为具有广阔发展前景的可见光光催化材料之一。
由于单一材料结构的金属氧化物半导体存在诸如气敏响应灵敏度低、测试温度高、选择性较差和光催化效率低、光生电子-空穴复合率高等问题，限制了WO3作为气敏材料和光催化剂的应用[44-45]，因此，常通过复合改性来提高性能。改善WO3气敏和光催化活性的一个重要方面是提高电子-空穴的分离效率，而负载贵金属已被证明是行之有效的途径[46-48]。贵金属改性WO3常用的方法有磁控溅射法[49]、热蒸镀法[50]、湿化学方法[51]、丝网印刷法[52]等；不同贵金属掺加剂的掺加方法与掺入量对性能的影响有很大不同。
1 贵金属/WO3复合纳米晶气敏材料1.1 贵金属掺杂对WO3气敏性能的影响
贵金属的加入能在半导体表面形成丰富的活性中心，有利于对反应气体选择性吸附，从而增加反应物浓度；同时贵金属又能提供降低反应激活能的反应途径，提高反应速度，从而改善氧化物半导体气敏的“3S”性能，即灵敏度（sensitivity）、选择性（selectivity）和稳定性（stability）。贵金属改性WO3气敏材料最早的例子是1967年Shaver等[53]采用真空蒸发法制得钨薄膜，再经600～700 ℃氧化制得WO3薄膜，并喷涂少量Pt，增强了WO3对H2及含氢气体（如N2H4、NH3和H2S等）的灵敏度，使气敏传感器的灵敏度显著提高。
1.1.1 贵金属/WO3对NO x的气敏性能
NO x气体不仅本身有毒，而且是酸雨和光化学烟雾的重要污染源。NO2和NO的安全限量值（TLV）分别为3 μL/L和25 μL/L，在实际应用上希望能检测到浓度低于TLV的NO x气体。Penza等[50]采用溅射法在玻璃基体上制得WO3薄膜，然后蒸镀贵金属Pt、Pd、Au薄膜活化层，测试对NO x气体气敏性能。结果表明，加入Pd、Au和Pt的最佳测试温度200 ℃和150 ℃，比未掺杂WO3薄膜的最佳响应温度（250 ℃）有所降低，其中Pd/WO3灵敏度最高，选择性较好，可以用来检测1 μL/L NO2和20 μL/L NO气体。
掺杂Ag也可以提高WO3薄膜对NO x等气体的灵敏度。Chen等[54]在WO3中掺杂Ag，使最佳气敏测试温度降到200 ℃以下，其中1%的Ag/WO3在250 ℃时对40 μL/L的NO灵敏度是纯WO3的13.7倍，在150 ℃时灵敏度较纯WO3增加3倍。据文献报道，WO3基气敏传感器对NO2的灵敏性相对于NO更好。Tomchenko等[55]采用丝网印刷法制备了Bi2O3掺杂的WO3厚膜气敏传感器，在300 ℃时对163 μL/L NO气体的灵敏度为2.96，响应、恢复时间分别为2.4 min和7 min，而对于NO2检测则可达到ppb量级[56]。
不同金属掺加量对材料气敏性能影响相差很大。Xia等[51]用胶体化学法制备不同Au含量的WO3粉末，并测试了对NO2气体的气敏性能，如图1所示：1.0% Au/WO3对10 μL/L的NO2在150 ℃时气敏性能最佳，响应、恢复快，并具有长期稳定性；而Au含量1.5%时灵敏度最低。研究表明，虽然掺杂没有影响基体晶粒尺寸，但随Au含量增加形成的较大的Au纳米颗粒，不利于气体检测；另外，1.5%Au掺杂和纯WO3在200 ℃灵敏度最大，其它金属含量最大响应值在150 ℃，优选温度150 ℃
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图1 Au/WO3对10 μL/L NO2的灵敏度，插图为1.0%
Au/WO3的TEM图片[51]
较先前报道明显降低，说明Au掺杂WO3低温检测NO2是有可能的。
1.1.2 贵金属/WO3对H2S的气敏性能
Tao等[57]利用微机械制备工艺在Si片上制备了Pt、Au掺杂的WO3薄膜，并研究了其对H2S气体的敏感特性。结果表明，Pt掺杂的WO3薄膜对H2S 气体具有良好的响应、恢复特性及较高的灵敏度；在220 ℃时对1 μL/L H2S气体的灵敏度为23，响应和恢复时间均为30 s。Stankova等[49]采用磁控溅射法制备了纯WO3和Pt掺杂WO3敏感膜，在200 ℃时可检测出100 nL/L的H2S气体。在其之后的研究中[58-59]，他们又将7种不同的贵金属或金属氧化物掺杂材料溅射或蒸发到WO3薄膜上，对SO2、H2S、CO2以及其它污染物（如C2H4和CH4）等进行了测试研究。结果发现，Au掺杂WO3传感器对H2S高度敏感，但对SO2敏感性很差，对碳氢化合物几乎不敏感；而Pt掺杂WO3对SO2高度敏感，对H2S敏感性很差，对碳氢化合物也几乎不敏感。由此运用主成分分析（PCA），将有可能选择性地检测出饮料级CO2中的H2S和SO2。
Lin等[60]报道的非晶WO3薄膜经Au、Pd、Pt 掺杂后，达稳定阻值90%的响应时间缩短至1 s以内，但掺杂量过大时气敏性能降低。Hoel和Reyes 等[61-62]采用先进的反应气相沉积法制备纯WO3和Pd掺杂WO3纳米晶敏感膜，研究其对H2S和CHOH的敏感性能，和Lin等的结果一样：当Pd 掺杂量过大时敏感性很差，而掺杂0.5%的Pd时性能有很大提高；在327 ℃检测45 μL/L的CHOH 气体灵敏度可达到10。Reyes等[63]采用先进的反应气相沉积法制备了纯WO3和Al/Au掺杂的WO3纳米晶膜，研究了其对H2S、CO和NO2的气敏性能；结果表明，该膜对浓度在ppm量级以下的H2S和NO2具有良好的敏感性，可在室温下检测H2S气体，但其响应时间长达数分钟，且恢复时间长达几小时。
1.1.3 贵金属/WO3对H2的气敏性能
H2检测技术主要应用于监测储氢容器周围环境气氛中含氢浓度的变化，以诊断可能发生的氢气渗透、泄漏和失效程度；其次是监测特定环境中因金属腐蚀而发生的环境气氛中氢浓度的变化。1967年Shaver等[53]研究了WO3对H2的灵敏性，掺Pd或Pt后可大幅提高对H2的灵敏度。2000年，Sekimoto等[64]制备了掺杂Pd或Pt的WO3薄膜作氢敏元件的光纤氢气传感器；Pd/WO3通过透明有机硅树脂中注入，Pt/WO3采用溶胶凝胶过程制备，当接触H2时，Pd或Pt起催化作用使WO3发生还原反应：WO3+x H++ x e－→H x WO3（0＜x＜1），WO3由淡黄色变为蓝色，即使在室温下也可看到颜色变化，提高了薄膜对H2的灵敏度，响应时间缩短，Pt/WO3的响应尤其快。
Ippolito等[65-67]采用磁控溅射法制备了以WO3为选择层的表面声波氢敏传感器，用来检测空气中低于1%的H2；在经Au或Pt催化后，传感器对H2的灵敏度分别增加了161和40倍，最高灵敏度温度分别为262 ℃和70 ℃。此外，由于纯WO3在400 ℃以上可以被H2还原，但是添加了Pt和Pd等贵金属催化剂后还原反应可在室温下进行[68]，原因是H2在催化剂表面分解成H原子并进一步与WO3反应生成H x WO3。该现象在Sekimoto[64]、Yamazoe 等[69]和Vlachos等[70]对Pt掺杂WO3敏感膜的研究中也有报道。Ando等[71]则研究了Pd/WO3、Au/WO3和Pd/WO3敏感膜的氢敏感性能。2009年Fardindoost等[72]采用溶胶-凝胶法制备了Pd掺杂的WO3薄膜用于H2检测，并在总结以往氢敏传感器的基础上进行对比分析，结果表明：Pd含量增加时WO3晶粒度降低，说明贵金属的加入可以调控WO3纳米晶的生长动力学，晶粒边界处的金属颗粒可阻止晶粒长大。
Xiang等[73]用柠檬酸钠还原HAuCl4，得到PVP 稳定的Au溶胶与无PVP保护的Au溶胶；取Au 溶胶与WO3纳米棒（WO3NRs）经研磨、干燥、煅烧后得到AuNP@WO3 NRs复合颗粒，如图2（a）、
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图2 Xiang等和Zhou等制备的纳米材料
2（b）所示。适量单分散的Au增加表面活性，使AuNP@WO3NRs较纯的WO3 NRs气敏性能有很大提高，但过多Au同样降低了气敏性能；当Au质量分数为0.5%时灵敏度最佳，在290 ℃对50 μL/L的H2的灵敏度可达6.6，是掺杂前的4倍，因50 μL/L 远小于H2爆炸的极限浓度4000 μL/L，故其在氢气检测上有很大潜力。另外，将AuNP@WO3NRs暴露在50 μL/L的H2中56天后，灵敏度没有大的降低（6.5～5.9），并最终保持稳定值，说明AuNP@WO3NRs对H2的响应具有长时稳定性。
氢气传感器能否在室温下操作对安全探测H2泄漏非常重要。Zhou等[74]采用热蒸发钨粉制备了三维WO3纳米线。接着同一实验室Zhu等[75]采用磁控溅射Pt作催化剂对其修饰改性[图2（c）、2（d）]，并在室温下检测氢敏性能，测试装置电压恒定为1 V，在密封腔内通入空气、N2、真空、H2或其它气体的混合物，根据响应电流变化计算灵敏度，并解析了氢敏机理。
1.1.4 贵金属/WO3对有机气体的气敏性能
石油液化气等有机燃料在应用中存在较大的安全隐患。Kanda等[76]采用溅射法制备了由Pd和Pt作催化剂的WO3厚膜，研究了该厚膜气敏传感器对10～1000 nL/L的甲苯、乙苯、苯乙烯以及0.1～500 μL/L的其它有机气体的敏感特性，结果表明：膜厚35 μm且平均晶粒尺寸为85 nm的WO3膜在400 ℃时对目标气体的敏感特性最理想；该敏感膜对芳香族气体具有更好的敏感性能。2006年Chaudhari等[77]制备了Au、Pd和Pt掺杂的纳米WO3基气敏传感器，研究其对液化石油气（LPG）的敏感性能，结果表明：掺杂0.5%Pd的WO3基气敏传感器在225 ℃时对低浓度LPG具有较高敏感特性。同年Rout等[78]研究了1at%Pt/WO3传感器在100～200 ℃范围内检测LPG，在200 ℃时对2000 μL/L LPG的灵敏度高达106数量级。
Labidi等[4]采用Pd和Au制作WO3表面活化层，发现Au是WO3薄膜的一种良好的传感活化剂；Au/WO3传感器对乙醇和O3的灵敏度是2∶1的比率，所以在300 ℃的工作温度下，对乙醇气体感应具有选择性和高灵敏度；相反，Pd/WO3传感器在工作温度范围内对乙醇气体不灵敏，而对O3气体具有选择性感应。Zhang等[79]研究了Pt掺杂WO3对乙醇等气体的灵敏度，发现Pt含量为2.36%时在140 ℃对100 μL/L乙醇气体最高灵敏度可达90。
1.1.5 贵金属/WO3对其它气体的响应性能
掺杂银可提高WO3薄膜对SO2气体的灵敏度。Shimizu等[30]在100～800 ℃范围内测试WO3、SnO2、ZnO、TiO2、In2O3等在不同温度下对SO2的气敏性能，WO3薄膜在400 ℃显示出最高的灵敏度，掺杂1.0%的银有效提高了WO3薄膜对SO2的灵敏度和选择性，但测试温度上升到450 ℃。
对WO3基NH3传感器的研究在2000年以后才逐渐活跃起来。Xu等[80]采用Au和MoO3为添加剂制备了WO3氨敏传感器，该传感器甚至可在400 ℃的高温下操作，对NH3的检测限可达1 μL/L。
姜淼等[81]研究了贵金属Pt掺杂对WO3薄膜的气敏性能的影响，结果表明：Pt/WO3薄膜材料有效改善了薄膜的氧敏性能，可以在600 ℃下获得高达4100的灵敏度；并发现，掺杂的Pt、Pd等贵金属可作为催化剂，防止元件中毒，显著改善材料的灵敏度和选择性。
为便于比较，将上述文献中有代表性的贵金属/WO3对不同气体在掺加前后对气敏性能的影响情况列于表1。
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表1 贵金属/WO3对各种气体的优选气敏性能汇总
目标气体种类气体浓度制备方法加入金属优选温度灵敏度提高程度参考文献NO 50 μL/L 磁控溅射法Ag 250 ℃38.3 13.7倍[54] NO210 μL/L 胶体化学法Au 150 ℃423 约2倍[51]
H2S 100
nL/L
溅射法Pt 200 ℃9 10倍[49]
SO2800 μL/L 水热法植入Ag 450 ℃20 6倍[30]
H250 μL/L 溶胶凝胶法Au 290 ℃ 6.6 4倍[73]
甲苯、乙苯、苯乙烯 10～1000 nL/L 化学涂覆 Pd、Pt 400
℃2～40 2～7 [76]
液化石油气（LPG）2000 μL/L 溶剂热法Pt 200 ℃ 4.3×106约103倍[78]
乙醇100 μL/L 化学还原法Pt 140 ℃90 50倍[79]
NH320 μL/L 水热法植入Au 400 ℃11 约3倍[80]
1.2 贵金属/WO3的气敏机理
化学吸附-脱附模型指利用气体在气敏材料上的化学吸附、脱附进行检测，是目前应用最为广泛的气敏机理模型。一定温度下，空气中的氧在WO3表面会发生化学吸附，形成O2ads－、O ads－或O ads2－；当环境温度高于177 ℃时，吸附氧以O ads－的形式占优势[82]。当环境中存在还原性气体R时，吸附氧与R在气敏材料表面发生如下反应：R + O ads－→RO ads + e－，即还原性气体与吸附氧离子反应向导带释放出电子，使WO3基体材料的电导升高；当存在氧化性气体时，氧化性气体在吸附过程中捕获半导体导带上的电子，形成束缚电子，使WO3基体电导率迅速降低，从而实现对待测气体的灵敏检测。贵金属的加入在WO3半导体表面形成丰富的活性中心，促进对反应气体的选择性吸附，从而增加气敏响应的选择性，降低反应激活能而降低操作温度，提高响应速度。
Xiang等[73]提出在空气中时吸附氧分子从WO3纳米棒（WO3NRs）表面的导带捕获电子形成O2－；当传感器暴露在H2中，WO3表面的Au纳米颗粒吸附H2分子并快速解离成H原子，H原子与WO3表面O2－反应，促进电子转移氧化H2，降低Au颗粒和WO3半导体晶界处的电阻，从而提高对H2的灵敏度。Zhu等[75]分析了Pt/WO3对H2的气敏机理，如图3所示，与前面Au/WO3的响应机理基本相似。如图3(b)所示，氢原子也将扩散到WO3的表面层，当两个H原子接近WO3的氧离子，使得O—O键和W—O键被削弱，原位形成水分子，从而使得原始晶格的氧离子变形成氧空位。小能量光子或热激活可能使电子移动，被困的电子因吸收光子被激发到导带成为自由电子，也可以从一个空缺跳到另一个。受困电子的释放使WO3纳米线薄膜载流子浓度增加，导致了电流的增加。此外，高浓度的H2会导致WO3纳米表面缺陷态密度提高。因此，Pt掺杂WO3薄膜电响应信号可以随着浓度的提高而增强；另一方面，吸附在Pt颗粒表面的氧分子和氢原子可形成水分子，然后从表面脱附[如图3（c）]。如此一来，空气中O2的存在会减弱Pt/WO3纳米线薄膜对H2的响应。
气敏材料的敏感机理极为复杂，不仅涉及各种气敏机理模型，而且在同一反应中往往存在多种机理的相互作用。
1.3 存在问题及前景展望
气体传感器的发展以高稳定性、高灵敏度、高选择性等为目标，首先要求提高活性材料的气敏性能，因此，实现复合氧化物纳米气敏材料的设计、制备和性能调控日益受到重视。近年来的研究使贵金属掺杂WO3基气敏材料在提高气体灵敏度、选择性、降低工作温度等方面取得了发展，但是，目前WO3基气敏传感器仍存在工作温度高、检测气体浓度下限偏高、选择性差、贵金属纳米簇的氧化等问题。
工业生产和环境检测的迫切需要促使WO3基气敏传感器向纳米化发展，WO3基纳米气敏传感器具有常规传感器不可替代的优点：如比表面积和表面活性大、吸附能力强、工作温度低、传感器尺寸
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图3 Zhu等[75]提出的气敏机理[75]
小等。WO3基纳米材料规模化合成尽管还存在一些问题[83]，相信随着研究的不断深入，人们对WO3基气敏材料的探索必将获得新的突破，这些问题必将会得到很好的解决。
2 贵金属/WO3光催化剂
2.1 贵金属掺杂对WO3光催化性能的影响
在氧化物半导体中掺入贵金属后，费米能级的持平趋势使电子从氧化物半导体向金属流动。适量贵金属因此形成了电子积累中心，对催化剂的自由电子有最强的吸引，光生电子可迅速从半导体转移到贵金属颗粒，从而增大了光生电子-空穴的分离概率，提高量子效率与光催化活性[84]。据报道，将Au和Ag微电网均匀分布沉积在TiO2光催化剂表面提高了光催化效率[85-86]。
贵金属掺加方法必须控制金属加入量在合适的范围内，含量过大有可能使金属成为电子-空穴的快速复合中心，反而不利于光催化活性的提高。Iliev 等[87]通过光还原在TiO2上负载0.5%和1%的Pt、Ag，在pH值为3时1% Pt、Ag的加入使降解速率比纯TiO2提高一倍。他们随后用同样方法制备Au 含量分别为0.05%、0.1%、0.14%、0.2%、0.25%、0.3%、0.34%和0.4% 的Au/TiO2，测试结果表明，Au含量为0.14%时降解效果最好[88-89]。随后Iliev 等[90]又在此基础上制备了Au/WO3/TiO2，其中WO3含量为4%，在紫外光照射下的光催化降解速率是Au/TiO2的1.7倍，纯TiO2的3倍。添加贵金属纳米簇的均匀分散性对于提高材料光催化性能至关重要。
2.1.1 Au/WO3的光催化性能
近年来，研究者希望借助贵金属改善可吸收可见光的WO3材料的光催化性能。Jung等[91]采用磁控溅射在石英玻璃基底上制备Au修饰的TiO2薄膜，测定对亚甲基蓝的光降解性能；根据特征谱值664 nm处溶液的吸光度变化计算降解率，结果表明Au修饰后降解效率提高了约50％。Choi等[92]采用同样方法制备Au修饰的WO3薄膜，通过降解亚甲基蓝对所制备的薄膜的光催化活性进行评价，说明Au缓冲层的存在使光降解效率比基底提高约50％，同时Au纳米粒子表面等离子体响应促进了光激发
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电子的分离。Xiang等[73]制备了Au纳米颗粒单分散的AuNP@WO3NRs并光催化降解罗丹明B，结果表明由于存在单分散金颗粒，可以有效地分离光生电子-空穴对，诱捕电荷载流子，催化活性较纯WO3高。
2.1.2 Ag/WO3的光催化性能
Sun等[93]利用超声辅助植入法合成负载Ag的多孔WO3（图4），测定其在可见光照射下对空气污染物乙醛的降解性能，光催化活性通过测量产物CO2的浓度来比较；结果表明，多孔的m-Ag/WO3光催化活性分别是纯WO3和N掺杂TiO2的3和6倍，负载银的多孔m-Ag/WO3具体有最好的降解活性，并且可重复利用。
图4 m-Ag/WO3的TEM图[93]
2.1.3 Pt/ WO3和Pd/WO3的光催化性能
Arai等[94]制备Pd/WO3在荧光和可见光照射下降解乙醛和甲苯，以CO2浓度作为降解指标，在荧光下通过连续通入反应器即可完全降解乙醛，而甲苯需在可见光下分批通入才能降解完全。Kim 等[95]为了解可见光作用下Pt/WO3降解污染物的光催化活性，分析了掺入Pt后对电位的影响：尽管导带电子的单电子还原电位不足以使氧作为电子受体同时产生OH自由基，但Pt存在可促进O2多电子还原。
2.1.4 其它金属/WO3的光催化性能
传统的TiO2半导体多级光催化反应时间较长，光源一般为多波段紫外光，开始时发热迅速，但几个小时后输出功率逐渐降低，且光源中有些波段在催化剂吸收波谱范围之外，光子利用效率较低。为改进这个问题，Seddigi等[96]改变常用光源，用单色激光束照射Zn掺杂WO3光催化剂降解茜黄染料，同时改进光催化反应器加热、冷却和通风装置，实现了长时恒定输出功率和高光子效率，提高了降解过程中的半导体光催化剂的光催化活性。
WO3作为光解水催化材料引人注目[42，97-99]。Bamwenda等[42]初步研究了WO3在可见光诱导下的析氧情况，Bae等[97]也利用WO3作为产氧催化剂即OPC。Hameed等[98]用过渡金属元素（Fe、Co、Ni、Cu、Zn）掺杂WO3提高光解水性能，在355 nm紫外激光灯下掺杂Ni后析氢效果最好，10.0%Ni掺杂的产氢率最高，但是析氧量却在掺杂10%Fe时达到最高值。作者研究了WO3纳米片的可见光光催化释氧特性，发现WO3纳米片的催化性能比商用WO3粉体提高一个数量级[99]。但是，目前WO3在可见光辐射下光解水的效率还很低，如何提高其光解水催化性能成为光催化领域的研究热点之一。
2.2 贵金属/WO3光催化机理
WO3光催化机理是在光生电子-空穴的分离基础上建立的，Kim等[100]阐述了WO3光催化降解亚甲基蓝的降解机制。当紫外线照射WO3催化剂时，产生光生“电子-空穴”对；导带上的光生电子转移到WO3的表面被分子氧俘获生成氧自由基O2－?；价带中的空穴传送到WO3表面被表面羟基俘获产生自由基OH?；然后，超氧自由基或氢氧自由基降解亚甲基蓝染。
金属/金属氧化物或金属离子掺杂能够显著降低光催化剂的带隙。WO3的费米能级高于贵金属，两种材料联结在一起时，电子就会不断从WO3向金属颗粒迁移，在金属和WO3界面上形成能俘获电子的浅势阱Schottky能垒，为光生“电子-空穴”对的分离提供了有效俘获阱，可以抑制光生“电子-空穴”的复合，从而提高载流子的分离效率。
Choi等[92]分析了Au修饰的WO3薄膜的降解机制。Sun等[93]也提出Ag/WO3异质结的存在，如图5所示，当Ag与WO3相连时，电子从Ag迁移到WO3的导带CB以获得相同的费米能级，这样WO3表面积累过量电子，而Ag显示过量的正电荷，因此在Ag/WO3交界面形成向下弯曲的能带，当可见
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图5 m-Ag/WO3的光催化降解机制图[93]
光照射时，WO3价带VB上的e?被激发到导带CB 上同时在价带上形成空穴h+，如此在空间电荷区域弯曲的能带便于激发电子快速地从WO3转移到Ag 纳米颗粒上，从而减少光生电子-空穴的复合。反应方程式如式（1）～式（6）。
WO3 + hν→e– + h+（1）
HO– + h+→?OH（2）
H2O + h+→?OH + H+（3）
Ag+ + e–→Ag0（4）
2H2O + 2e– + O2→H2O2 +2OH–（5） Acetaldehzde + ?OH（or h+）→CO2（6）由于金属/金属氧化物的特性，贵金属掺杂元素不论是作为间隙原子，还是晶格置换原子，实际上也在催化剂的晶粒中增设了良好的“电子-空穴”复合点位，只有在一个比较狭窄的掺杂浓度范围内，才能提高光催化活性。
2.3 存在问题及研究趋势
首先，量子产率低、太阳能利用率低、光催化剂不稳定等缺点使得光催化技术的广泛应用受到制约，因此，希望通过掺杂改性研制高效可见光催化剂，从而充分利用太阳能；其次，对WO3光催化反应机理的研究仍停留在设想与推测阶段，贵金属掺杂作用机理、光生“电子-空穴”的分离和复合规律、目标降解物的结构与催化活性的关系等还不十分清楚，有待于深入探讨。另外，光催化剂的固定和回收再利用是光催化技术的一个关键，高度分散且稳定的第二相的制备也存在一定困难，需要寻找合适的固定化方法，制备负载型催化剂。
纳米化是材料发展的一个大的趋势。催化剂粒径越小，比表面积增大，吸附更强，光催化活性更高，但粒径越小，也越容易发生二次团聚，稳定性降低。纳米材料的量子尺寸效应导致明显的禁带变宽，从而使“电子-空穴”对具有更强的氧化-还原能力，也使半导体获得更大的电荷迁移速率，电子与空穴复合的概率大大减小，但大比表面积也增加了表面上出现复合中心的机会。另外，禁带变宽，吸收谱线蓝移，将导致半导体光催化剂光敏化程度变弱，对光能的利用率也降低，因此，需要对材料能带结构进行设计、调整。
3 结语
WO3材料的气敏和光催化应用从一开始便致力于环境保护及治理、清洁能源的开发，它始终没有离开人类所关注的重大问题，其强大的生命力和发展潜力不容置疑。然而，如前所述，较高的气敏测试温度、较低的光催化效率和太阳能利用率、纳米级材料的团聚性等，都是在应用过程中亟待解决的难题。包括WO3在内的金属氧化物半导体纳米材料气敏和光催化应用的发展最终将取决于是否能在环境治理中起到显著效果；要做到这一点，广大科研工作者必须继续深入探索高性能材料的制备新途径，深入研究反应机理并以此作为指导，高度重视多级复合结构材料体系的开发。
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452-455.
基于气敏传感器的酒驾测试仪)
摘要 本设计采用单片机和酒敏传感器为主要核心器件，酒精检测仪是通过电压频率转换将酒敏传感器传出的电压值转换成数字量，经单片机系统对传感器输出的非线性进行查表式校正、译码后，用软件将被测量的最大值保留并最终显示。着重介绍了该仪器的工作原理及性能特点。 本文介绍了气敏传感器检测气体的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。 【关键词】 酒精检测仪8039单片机非线性校正酒敏传感器
目录 一.设计目的 (1) 1.1设计背景 (1) 二.设计任务与要求 (1) 2.1设计任务 (1) 2.2 设计要求 (3) 三.设计步骤及原理分析 (3) 3.1设计方法 (3) 3.2设计步骤 (4) 3.3设计原理分析 (5) 四.课程设计小结与体会 (7) 五. 参考文献 (8)
一.设计目的 各行各业的工作，例如机动车驾驶员酗酒后开车以及从事危险工作行业的人员酗酒后操作，都会造成严重的事故。用简便、准确、卫生的检测仪器进行检测，对违章饮酒者进行重罚，促使每个人增强遵章守纪的意识，消除隐患，对减少因酗酒造成的事故具有很大的意义。根据人呼出气体中乙醇的含量来确定酗酒的标准，从医学的角度看是可行的。人体摄入乙醇越多，血液中乙醇的溶解量就越大，从肺部呼出气体中乙醇的含量就越高。根据医学上对人饮酒的血醇含量的试验结果进行分析就可以确定酗酒的标准。而酒精的即时检测，有助于社会各方面的安全，特别是交通的安全。 二.设计任务与要求 2.1设计任务 系统的设计要求考虑到方方面面。本系统各个重要方面，如两个方面： 1.呼出气体的测量方法 对人呼出气体的测量不同于对其它气体的测量。因为人呼出一口气的时间仅一秒种左右，而且传感器感受到的乙醇气体浓度有一个从低到高再到低的过程，在这个过程中，浓度有一个最大值。 2.数据的显示方法 如果采用即时显示，检测者在短短的一秒钟内既要观察被检 1
纳米催化剂
纳米催化剂
纳米催化剂进展 中国地质大学，材化学院，武汉430000 摘要：简要介绍了纳米催化剂的基本性质、其相对于其他催化剂的优势，并较详细地介绍了纳米催化剂类型、部分应用以及相对应类型催化剂例子的介绍，以及常见的制备方法及其表征手段，最后介绍了部分国内和国外纳米催化剂的应用，并对其发展方向进行一定的预测。 关键词：纳米催化剂应用制备催化活性进展 近年来, 纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域, 其中最典型的 实例就是纳米催化剂(nanocatalysts—NCs)的出现及与其相关研究的蓬勃发展。NCs具有比表面积大、表面活性高等特点, 显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性；此外, NCs还表现出优良的电催化、磁催化等性能,已被广泛地应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。本文主要就近年来NCs 的研究进展进行了综述。 1.纳米催化剂的性质 1.1表面效应 通常所用的参数是颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等，有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时, 表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加, 同时还会引起表面张力增大, 使表面原子稳定性降低, 极易结合其它原子来降低表面张力。此外,Perez等认为NCs的表面效应取决于其特殊的16种表面位置, 这些位置对外来吸附质的作用不同, 从而产生不同的吸附态, 显示出不同的催化活性。 1.2体积效应 体积效应是指当纳米颗粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或比其更小时, 晶态材 料周期性的边界条件被破坏, 非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小, 使得其在光、电、声、力、热、磁、内压、化学活性和催化活性等方面都较普通颗粒相发生很大变化,如纳米级胶态金属的催化速率就比常规金属的催化速率提高了100倍。 1.3量子尺寸效应 当纳米颗粒尺寸下降到一定值时, 费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级, 此时处于分立能级中的电子的波动性可使纳米颗粒具有较突出的光学非线性、特异催化
Ag ZnO纳米复合材料的制备
运城学院应用化学系 文献综述 Ag/ZnO纳米复合材料的制备 学生姓名王新光 学号2010080412 专业班级应用化学1004班 批阅教师 成绩 2013年06月
Ag/ZnO纳米复合材料的制备 1. 研究背景 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。 2.制备方法 2.1采用沉淀法制备 周广、邓建成、王升文[1]采用配位均匀共沉淀法制备了平均粒径约为20 nm的Ag/ZnO纳米复合材料。利用XRD、TEM及UV-Vis等技术对样品进行了表征,并将其与用浸渍光分解法和光还原沉积法制备的样品在形貌结构及催化降解甲基橙溶液和工业废水性能方面进行了比较。结果表明,采用配位均匀共沉淀法制备的样品,表现出更加优异的催化降解性能。 庹度[2]采用沉淀法制备了纳米氧化锌,并以它为前驱物,采用高温分解法对纳米氧化锌进行了载银改性处理,制备了载银氧化锌复合纳米粒子,考察了载银前后纳米粒子的粒径与结构。研究发现,采用沉淀法制备的纳米氧化锌尺寸较为均匀,粒径约为170nm,分散性也较好;载银后的复合纳米粒子粒径略有增加,这来源于银在纳米氧化锌粒子外的成功包覆。 斯琴高娃、照日格图、姚红霞、嘎日迪[3]以ZnCl2.2H2O和无水(NH4)2CO3为原料,采用直接沉淀法制备了纳米氧化锌.TG-DTG-DTA、IR分析结果表明,前驱体为碱式碳酸锌[Zn5(OH)6(CO3)2].前驱体经300℃煅烧1 h、2 h、3 h后分别得到粒径不
纳米复合材料发展与现状
纳米复合材料发展与现状 201041505118 李少军10材料一班 1 纳米复合材料 超细粒子（或纳米粒子）是指尺度介于原子、分子、离子与块状材料之间，粒径在1～100nm范围以内的微小固体颗粒。随着物质的超细化，产生了块状材料不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应，从而使超细粒子与常规颗粒材料相比具有一系列优异的物理、化学性质。纳米粒子经压制、烧结或溅射组合而成的具有某些特定功能的结构即纳米材料。它断裂强度高、韧性好、耐高温，纳米复合同时也提高材料的硬度、弹性模量、Weibull模数，并对热膨胀系数、热导率、抗热震性产生影响。[1] 纳米复合主要指在微米级结构的基体中引入纳米级分散相。纳米复合材料（复合超微细颗粒）表现出许多与模板核本质不同的性质，如不同的表面组成、磁性、光学性能、稳定性及表面积等。纳米复合材料涉及的范围广泛，它包括纳米陶瓷材料、纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米催化材料、纳米半导体材料、纳米聚合材料等。纳米粒子具有很高的活性，例如木屑、面粉、纤维等粒子若小到纳米级的范围时，一遇火种极易引起爆炸。纳米粒子是热力学不稳定系统，易于自发地凝聚以降低其表面能，因此对已制备好的纳米粒子，如果久置则需设法保护，例如保存在惰性空气中或其他稳定的介质中以防止凝聚。纳米材料是物质以纳米结构按一定方式组装成的体系。它是纳米科技发展的重要基础，也是纳米科技最为重要的研究对象。纳米材料也被人们誉为21 世纪最有前途的材料。由于纳米材料本身所具有的特殊性能。作为一种全新性能的先进复合材料，在微电子、信息、汽车、宇航、国防、冶金、机械、生物、医药、光学等诸多领域有极广泛的应用前景。 2 纳米复合材料的分类 研究纳米复合材料的一个重要目的是改进并提高块体材料的性能,或通过结构复合来发现块材料中并不存在的性能或效应。和块体材料相比,纳米复合材料的物理和化学性质将更多地依赖于材料的表面缺陷和量子尺寸效应。目前.纳米复合材料的种类繁多,可分为:固态纳米复合材料和液态纳米复合材料。基质材料对于纳米粒子的结构具有稳定作用;而基质材料的不同,又可将纳米复合材料区分为:无机基纳米复合材料和聚合物基纳米复合材料。聚合物基包括单聚合物、共聚合物和聚合物的混合;无机基则包括玻璃,如多孔玻璃、分子筛、溶胶一凝胶玻璃和陶瓷等。[2]还可根据纳米粒子的物理性质可将纳米复合材料区分为:半导体纳米复合材料、铁电体微晶复合材料、染料分子纳米复合材料、稀土纳米复合材料、金属(合金)纳米复合材料、光学纳米复合材料(非线性、发光、光折变等)、磁性纳米复合材料等。 3 纳米复合材料的制备 3.1 溶胶- 悬浮液混合法
贵金属催化剂基础知识
贵金属催化剂基础知识 2016-04-17 13:02来源：内江洛伯材料科技有限公司作者：研发部 各种贵金属催化剂 贵金属催化剂已经有很长的历史了，它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代，以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag/Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt/Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到上世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起，汽车排气净化用贵金属催化剂（以铂为主，辅以钯、铑）大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。 贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst，它主要是以铂族金属（Platinum Group Metal ）为主的铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。 按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性，在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中，贵金属均是优良的催化剂。 在环保领域贵金属催化剂被广泛应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等。在新能源方面，贵金属催化剂是新型燃料电池开发中最关键的部分。 在电子、化工等领域贵金属催化剂被用于气体净化、提纯。催化技术是当今高新技术之一，也是能产生巨大经济效益和社会效益的技术。发达国家国民经济总产值的20%~30%直接来自催化剂和催化反应。化工产品生产过程中85%以上的反应都是在催化剂作用下进行的。 据分析表明，世界上70%的铑、40%的铂和50%的钯都应用于催化剂的制备。
纳米金催化剂及其应用
纳米金催化剂及其应用 一．纳米金催化剂的发展 早在1972年，Bond在一篇综述中就指出，第Ⅷ族金属，特别是钯、铂的催化活性都要远高于金的催化活性。金属催化剂主要使用第Ⅷ和ⅠB族的12个金属。用得最多的是3d金属元素Fe、Co、Ni、Cu，4d金属元素R h、Pd、Ag，以及5d金属元素Pt。因此在选用催化剂活性组分的时候，很少在第一时间考虑使用金。1985年Schwank的综述中则这样的评价金的催化剂性：尽管本身不具有反应活性，但金的存在，能够影响第Ⅷ族金属的活性和选择性。而到1999和2000年，Bond和Thompson就金的催化行为相继发表综述性的文章。这足以证明，金已经被作为一种具有优异催化性能的金属元素来使用。特别是在一些多相或者均相反应中，金的催化活性和选择性引起了人们的广泛注意。而这个有无到有、到丰富的过程，仅仅花了15年。在这15年的时间里，大量的研究工作彻底改变了改变了人们对金催化惰性本质的看法。 20世纪80年代中期，关于金催化剂的研究，相继出现了两个突破性进展。1985年发现，英国威尔士大学的Hutching教授，发现纳米金催化剂是催化乙炔氧氯化反应最好的催化剂：1987年，日本学士春田正毅博士发现，负载型纳米催化剂具有低温催化CO的功能。这些研究工作，在当时并没有引起高度重视，但是自从进入20世纪90年代，越来越多的人意识到将纳米金负载在氧化物载体上所产生的新的多相催化行为，对丰富催化剂的制备科学以及催化理论将产生重要影响。 20世纪90年代中期，有关纳米金的研究引起一些国家的注意。在日本美国英国以及意大利等发达国家，集中了相当的人力物力展开此方面的科学研究。有关纳米金方面的研究论文如雨后春笋般见诸各期期刊。关于金催化剂的研究呈现出不断深入逐步扩展的局面。目前，以纳米金作为主题的国际性催化会议，已经举办了三次，也进一步说明，学术界以及产业部门对金的催化作用给予极大的关注，并预示着金催化剂具有不断增长更广泛的应用前景。与此同时，我国在此方面的研究也逐步展开。 二．纳米金催化剂的性质 1.金的物理化学性质 在自然界中，金只以一种稳定的非放射性的同位素形式存在。在任何温度下，空气和氧气对金都不起氧化作用。在所有金属元素中，货币金属属于非稳定的一类，它们的稳定性按电离能力排列为金>铜>银。由于离子半径大，铜银金的金属晶体构型为立方面心晶格，具有熔点沸点高的特点。单组分金属得到的催化剂耐热性差，对使用温度的要求比较苛刻，因此，在工业上为了防止催化剂的失活，要求一定要有适当的助催化剂或载体。 金的熔点汽化热比银要大，较接近铜，这说明金原子之间的键强较强。精确测量表明，金原子金属半径比银稍小。金的电负荷性非常高，只比硫和碘稍稍电正性一点，其亲电子性比氧还强。事实上，金可以一-1价的稳定氧化态存在。另外，进容易于铜铝钛等形成一定组合的合金。 在所有元素中，金的收缩率最大，其半径比没有相对论影响的情况下收缩了15%。金的物理化学性质，可能与其特殊的6s价的电子的半径有关。由于6s价的电子的束缚能被加强，因此导致金很高的电负性和化学惰性。 2.金的催化特性 金的第一电离能力很大，很难失去电子，因此金与表面分子之间的互相作用力通常是很弱的。在低于200℃的温度下，在单晶金的表面，连极具反应活性的分子，如氢氧等，都不易吸附。由于分子在催化剂表面的吸附是催化反应的先决条件，因此可以认为单质金对氢化反应和氧化反应不具有很好的活性。金不具有很好的催化活性，事实上，金催化剂具有催化活性的前提是制备得到高分散的纳米级的金粒子。 3.纳米金粒子的吸附作用 传统方法制备的负载型金催化剂，活性较差，主要是因为它不像其它贵金属催化剂一样高分散。而现在制备得到的粒径在3mm-10mm的纳米催化剂，则显示了特别的优异的催化活性。 纳米粒子是指粒子尺寸为纳米数量级的超细粒子，它的尺寸大于原子簇，小于普通的粒子。纳米粒子是由有限数量的原子或分子组成的，是保持原来物质化学性质并处于亚稳态的原子团或分子团。纳米粒子的表面原子所处的的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同，存在许多悬空键，具有不饱和的性质，因而极易与其它原子相结合，所以，具有很高的化学活性，同时也容易吸附其它原子发生化学反应。这种表面原子的活性，不但引起纳米粒子表面构型的变化，同时，任何发生在表面的化学反应，都会因为纳米粒子的存在而表现不同。 随着粒径的减小，金催化剂表面的化学吸附及反应活性相比块体金出现了明显变化：①表面原子的比
金、银纳米复合材料基底的SERS检测中的应用
《近代分子光谱法》课程论文 化学化工学院 张卓磊MG1324086
基于金、银纳米复合材料基底在SERS检测 中的应用 Application of the gold, silver nano composite material in SERS detection 摘要： 本文介绍了拉曼光谱发展的历程，简略描述了拉曼光谱的增强机理，根据机理引出了运用纳米技术来增强拉曼信号的纳米材料的制备。在纳米粒子中，金银有序金属纳米壳结构，特别是有序的空心纳米壳和大孔结构，它兼有光子晶体和纳米金属外壳的光学性质，引起了国内外学者们的广泛关注。本文介绍了有序纳米金属外壳材料的制备方法和步骤，主要包括胶体晶体模板的制备、所需的金属外壳的制备，胶体晶体模板拆除这三个步骤，并对每一步的方法和特征进行了描述，且介绍了其在SERS的应用进行了相关介绍。最后展望了这种材料未来的研究方向的前景。 Abstract This paper introduces the development course of Raman spectroscopy, and briefly describes the mechanism of enhanced Raman spectroscopy,so as referance to prepare nano material by using nanotechnology . With gold and silver nanoparticles, ordered nano metal shell structure especially the optical properties of nanometer hollow shell orderly and macroporous structure with photonic crystal and nano metal shell, atracted the great attention all over the would. In this paper, we introduce the method and main processes of fabricating these metal structure which mainly includes preparation of colloidal crystal templates, colloidal crystal template removal of these three steps, methods and characteristics of each step are https://www.360docs.net/doc/c48414078.html,st but not least,we introduce its introduced in the SERS application. Finally, the future research direction of the material prospect.
碳纳米管及其传感效应
碳纳米管及其传感效应 什么是碳纳米管? 1991年，日本电气公司教授S.lijima[1] 发现了碳纳米管，这种碳纳米管是90 年代发现的碳家族中第五种同素异形体，由自然界最强的C - C共价键结合而成。碳纳米管的结构可看成是由石墨烯卷成的圆筒，碳原子在其表面呈螺旋状排列，特殊情况下可呈扶手椅和锯齿状。根据壁的层数，它可分为单壁和多壁两种；同时，根据特性矢量（n，m ，它又分为金属性和半导体性两种：当n-m为3的整数倍时，其为金属性，其余情况下则为半导体性[2]。因为特有的力学、电子、化学性质以及准一维管状分子结构和潜在应用价值，碳纳米管已成为化学界的一颗新星，引起了物理学家、化学家、材料学家极大的兴趣，各国皆投入了大量的人力、物力对它的性质、制备、应用进行了一系列的研究，并取得了可喜的成果。 碳纳米管气体传感器 纳米碳管具有中空结构和大的壁表面积，对气体具有很大的吸附能力。由于吸附的气体分子与碳纳米管相互作用，因而改变了它的费米能级的变化，进而引起宏观电阻发生较大改变，通过对电阻变化的测定即可检测气体的成分，因此，碳纳米管可用来制作气体分子传感器。当前，J.Kong等人[3]已成功地研究了单根单壁半导体碳纳米管的气敏特性，为一维碳纳米管作为敏感材料构成气敏传感器的研究打开了大门。 碳纳米管有望用做生物传感器（图）
作者：Richard Comerford 日期：2005-4-1 来源：本网 字符大小：【大】 【中】［小］ 伊利诺斯大学（位于美国伊利诺斯州乌尔班纳-香巴尼）和斯坦福大学（位于美国加 利福尼亚州）科研人员的研究结果表明：利用碳纳米管来进行生物测定的应用正在 取得快速进展。近期的实例之一就是采用纳米管来监测血液中的葡萄糖水平，这使 得糖尿病人无须通过手指采血便能够检查自己的血糖水平。 ---该研究小组开发出了对过氧化氢敏感的纳米管，当它与葡萄糖接触时，将产生数 量可变的过氧化氢。过氧化氢会使纳米管的光学性质发生变化，因此，产生的过氧 化氢越多，则纳米管在暴露于近红外激光下时所发出的荧光就越强。 0.3 mm * semi-permeab!e * membrane d-glucose carbon nanotube / \ (iLC.L&^^asse mb I ed \ protein monolayer ---研究人员称这有可能导致人们将含有交变纳米管（altered nanotube ）的小型多 孔毛细管移植到糖尿病人的皮肤下。这样，糖尿病人便可以利用具有激光指示的设 备来测量荧光强度，以定期检查自己的血糖水平 一一他们将不必抽血取样（这种 做法日积月累会令病人感到异常疼痛）。 ---此前，斯坦福大学的研究人员已经开发出了采用聚环氧乙烷链进行处理并有选择 性地针对特定蛋白质的碳纳米管。它们能够检测出与全身红斑狼疮及混合型结缔组 织疾病有关的抗原。 near-IR 匚? emission cap near-IR excitation
纳米催化剂及其应用(可编辑修改word版)
纳米催化剂及其应用 四川农业大学化学系应用化学201401 徐静20142672 摘要：近年来，纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域，其中最典型的实例就是纳米催化剂(nanocatalysts——NCS)的出现及与其相关研究的蓬 勃发展。纳米材料具有独特的晶体结构及表面特性,其催化活性和选择性大大高于传统催化剂,目前已经被国内外作为第 4 代催化剂进行研究和开发。本文简要 介绍了纳米催化剂的基本性质、独特的催化活性等；并较详细地介绍了纳米催 化剂分类以及常见的制备方法；最后对其研究动态进行了分析，预测了其可能 的发展方向。 关键词：纳米催化剂材料制备催化活性应用 Nano - catalyst and its application Abstract: In recent years, the development of nano-science and technology has been widely penetrated into the field of catalysis research. The most typical example is the emergence of nanocatalysts (NCS) and the flourishing of related research. Nanomaterials have unique crystal structure and surface characteristics, and their catalytic activity and selectivity are much higher than those of traditional catalysts. At present, they have been researched and developed as the 4th generation catalyst at home and abroad. In this paper, the basic properties of nanocatalysts and their unique catalytic activity are briefly introduced. The classification of nanocatalysts and their preparation methods are introduced in detail. At the end of this paper, the research trends are analyzed and the possible development trends are predicted. Key words: nanocatalyst material preparation catalytic activity application 催化剂又称触媒，其主要作用是降低化学反应的活化能，加速反应速率， 因此被广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。催化剂的技术进展是推动 这些行业发展的最有效的动力之一。一种新型催化材料或新型催化剂工业的问世，往往引发革命性的工业变革，并伴随产生巨大的社会和经济效益。1913 年，
传感器论文(基于气敏传感器的厨房火灾报警系统)
传感器制作报告 基于气敏传感器的厨房火灾报警系统 摘要： 厨房是人们日常生活的重要活动场所之一。随着我国经济的飞速发展，厨房也经历了一场变革，许多市民家庭、酒楼饭店实现了厨房电气化，但同时也增加了火灾负荷。近年来因为厨房失火而造成的火灾频繁发生，不仅极大地影响了民众生活，对财产造成了极大破坏，更有可能危及人们的生命。厨房火灾的危害性不容轻视。本文基于以上考虑，通过基于气敏传感器的厨房火灾报警系统设计，旨在尽早提醒人们厨房火灾将要发生或已经发生，及早发现灾害，进行灭火措施的操作，避免火灾的发生，尽量减少其危害。该报警系统适用于一般家庭厨房、酒楼饭店较大型的厨房。 Abstract: Kitchen is one of the most important activity places in people’s life.Along with the rapid development of China's economy, kitchens are also experiencing a great change. While many families and restaurants are kitchen-electrification realized, the fire load are also increased. In recent years, fire happened in the kitchen occurs frequently, which not only greatly influence the public, leading to great loss of property, but alse endanger people's life. The damange of kitchen-fire can’t be ignored. According to the considerations mentioned above, the Design of Kitchen-fire Alarming System based on Gas Sensors, aims to alarm people the disaster of fire , trying to minus the damage. This alarming system is suitable for kitchens in normal families, as well as large kitchens in restaurants and hotels. 关键词： 厨房火灾气敏传感器报警系统 Key Words： Kitchen-Fire Gas Sensor Alarming System 一、绪论 火灾自动报警系统属于自动化范畴，是当前楼宇自动化的一个主要构成系统。其设置目的是为了防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。火灾报警技术是预防火灾的一项基础工作，应用范围广泛。报警早，损失少，不仅对发生火灾的单位和个人具有重要作用，而且对公安消防监督机构及时扑灭火灾、减少人员伤亡和财产损失同样具有十分重要的现实意义。 二、设计思路 火灾自动报警系统主要由探测器（传感器）、报警器、排气装置三部分组成。探测器主要对是否有火灾发生进行判断，判断标准为火灾参数：烟雾浓度、有毒气体浓度、光、火焰辐射、温度等。 在确认火灾发生后，通过报警器产生信号，如声音、灯光等方式告知人已有火灾发生。 具体设计思路如下： （1）探测器
贵金属催化剂及新材料大显身手
贵金属催化剂及新材料大显身手 铂族金属具有优良的催化活性，较高的选择性、较长的使用寿命和可回收再生等优点，其研究和开发对工业和社会发展意义重大，今后许多领域必将是铂催化剂大显身手的时代。 化学及石油化工用催化剂。80%以上的化学反应与催化有关，铂族金属催化剂在其中占有重要地位。如硝酸工业氨氧化用铂铑，或有铂钯铑催化网，70年来一直是硝酸工业核心。几乎年有的精细化工与贵金属催化剂有关使用载体催化剂，并向均相多功能催化剂方向发展。提高汽车油辛烷值的石油重整，一直离不开铂及铂及铂等基催化剂，另外，裂化、另氢等催化剂也多以铂或钯为基。 一碳化学用催化剂、一碳化学指以煤及燃气，即甲烷、一氧化碳、甲醇等分子内含一个碳原子的物质为原料，制备各种化学制品和新兴工业领域。这方面最前途的是铂族金属配合物或金属化物催化剂。 废气净化用催化剂，主要是汽车废气的处理，目前的发展趋势是：薄壁蜂窝和三元催化系统；采用氧传感器、电子计算机空燃比反馈控制系统，可以同时消除废气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物；同时求降代催化剂中铂族金属含量。 某些粒小于1m的贵金属，其导电性、光学活性。、低温磁化率、比热、核磁张弛等方面出现能级断续性的异常现象，而且表面活性增大，着火点下降。可应用于催化剂、传感器、低温烧结、导电浆料、太阳能吸引膜、稀释冷冻绝热材料等方面。
将镀金的金属纤维和金属粉末混入高分子材料，如橡胶，制成各向导电性橡胶可用于发光二极管、液晶元件、混合集成电中中。用铂族金属有化合物使聚乙炔、石墨层间化合物导电化也可制面导电率与银铜相匹敌的导电性高分子材料。 目前研究的贵金属非晶态合金有铂、金、钯、铑、铱有合金系。主要用途是催化剂、磁电机材料、电极材料、储氢材料、高强度材料、焊料等。 在钛中加入0.2%的钯，大大地提高了钛的抗腐蚀能力。在不锈钢中加入0.1 ~ 3%的铂，使不锈钢的腐蚀量减少到原来的1/10。最近提出的耐蚀合金还有：Ti - Ru - W(mO或Ni)系合金。 不锈钢表面有0.003 m的钝化膜，因此导电性变差，不能钎焊，限制了在电子工业中的应用。但是只要在不锈钢表面镀0.1~0.5 m厚的金，就有了导电性和钎焊性，从而开辟了在电子工业中的应用。贵金属应用极广，在高新技术的发展中处于重要地位。随着科学技术的发展，其应用领域和用途还会扩大，起越来越重要作用。 【关于中国稀有金属网】简称中稀网，https://www.360docs.net/doc/c48414078.html,，中国稀有金属门户网站，品种涵盖锗、铟、镓、硒、碲、锑、铋、钽、铌、铼、钨、钼、锰、钴、铍等稀贵金属，提供稀有金属价格、稀有金属资讯、稀有金属行情、稀有金属商机、稀有金属会议以及行业上下游生态链资讯信息服务。
基于气敏传感器的传感器课设
课程设计任务书 分院（系）信息学院专业测控技术与仪器学生姓名李东宾学号1003020223 设计题目气敏传感器及其应用——酒精测试仪 内容及要求： 1）根据AT89C51及其敏传感器，设计酒精测试仪。 2）能够显示吹入气体量的大小是否合格。 3）当酒精超标时有相应报警装置。 4）测量电路应包括A/D转换器、LCD及报警电路。 要求在课程设计报告中给出： 1）装置的结构和电路原理图。 2）调试过程，说明发现的向题及处理过程。 3）分析存在的问题。 4）收获与改进方案。 进度安排： 下达任务时间： 2012年12月10日 文件检索及方案设计： 2012年12月10日——16日 写报告、答辩、原理设计及仿真： 2013年1月7日——13日 指导教师（签字）： 年月日分院院长（签字）： 年月日
成绩评定表 学生姓名李东宾班级学号1003020223 专业测控技术与 仪器课程设计题目气敏传感器及其应 用——酒精测试仪 评 语 组长签字： 成绩 日期20 年月日
目录 1、引言 (4) 2、系统总体设计方案 (4) 3、系统硬件与软件设计 (5) 3.1、硬件 (5) 3.1.1、传感器选择 (5) 3.1.2、A/D转换器 (7) 3.1.3、 MCS-51系列单片 (10) 3.1.4、LED显示电路 (12) 3.1.5、键盘电路 (13) 3.1.6、报警电路 (13) 3.2、软件设计 (13) 3.2.1、主程序框图 (14) 3.2.2、数据采集子程序程序框图 (14) 3.2.3、报警子程序程序框图 (15) 4、主要器件清单： (16) 5、系统调试与测试结果： (16) 6、测量结果分析： (17) 7、总结： (17) 参考文献： (17)
2019年贵金属催化剂企业发展战略和经营计划
2019年贵金属催化剂企业发展战略和经营计划 2019年4月
目录 一、行业发展趋势 (5) 二、公司核心竞争力 (6) 1、技术研发优势 (6) 2、产品性能优势 (6) 3、服务响应优势 (7) 4、产品品牌优势 (7) 5、循环再生优势 (7) 三、公司发展战略 (8) 四、公司经营计划 (8) 五、风险因素 (9) 1、原材料价格波动的风险 (9) 2、市场风险 (10) 3、主要客户相对集中的风险 (10) 4、对供应商存在依赖的风险 (11)
贵金属催化剂的应用几乎涉及到各行各业，是国民经济发展的重要基础。催化剂作为新材料已经被纳入国家发展的重点和支持领域，贵金属催化剂以其优良的活性、选择性及稳定性而倍受重视，广泛用于加氢、脱氢、氧化、还原、异构化、芳构化、裂化、合成等反应，在化工、石油精制、石油化学、医药、环保及新能源等领域起着非常重要的作用，成为最重要的催化剂材料之一。 贵金属催化剂作为我国新材料的重要组成部分，是国家大力提倡和鼓励发展的产业，在我国经济发展中的地位非常重要。贵金属催化剂的下游行业主要是汽车尾气净化、石油化工、精细化工、原料药合成、环保化学等行业，作为下游行业重要的支撑性材料，下游行业的蓬勃发展为贵金属催化剂行业高增长奠定基础，特别是汽车尾气净化、燃料电池、精细化工等领域的发展将成为未来贵金属催化剂需求增长的主要动力。 我国贵金属催化剂生产企业起步较晚，2000年之前，国内贵金属催化剂基本依靠进口，目前国内贵金属催化剂行业发展处于成长期，技术处于追赶国际催化剂龙头企业的过程中。随着国内企业品牌效应的提升、研发能力的加强和产品质量的提高，及国家相关政策对国有大型石油化工企业使用国产贵金属催化剂的推动和支持，国内的贵金属催化剂产品将实现对国外产品的进口替代。公司主要产品汽车尾气净化催化剂质量稳定、性能良好，得到客户的认可，正逐步替代外资企业产品。 我国作为一个贵金属催化剂消费大国，每年产生大量的废弃贵金
碳纳米管及其传感效应
碳纳米管及其传感效应 什么是碳纳米管？ 1991年，日本电气公司教授S.Iijima[1]发现了碳纳米管，这种碳纳米管是90年代发现的碳家族中第五种同素异形体，由自然界最强的Ｃ-Ｃ共价键结合而成。碳纳米管的结构可看成是由石墨烯卷成的圆筒，碳原子在其表面呈螺旋状排列，特殊情况下可呈扶手椅和锯齿状。根据壁的层数，它可分为单壁和多壁两种；同时，根据特性矢量（n，m），它又分为金属性和半导体性两种：当n-m为3的整数倍时，其为金属性，其余情况下则为半导体性[2]。因为特有的力学、电子、化学性质以及准一维管状分子结构和潜在应用价值，碳纳米管已成为化学界的一颗新星，引起了物理学家、化学家、材料学家极大的兴趣，各国皆投入了大量的人力、物力对它的性质、制备、应用进行了一系列的研究，并取得了可喜的成果。 碳纳米管气体传感器 纳米碳管具有中空结构和大的壁表面积，对气体具有很大的吸附能力。由于吸附的气体分子与碳纳米管相互作用，因而改变了它的费米能级的变化，进而引起宏观电阻发生较大改变，通过对电阻变化的测定即可检测气体的成分，因此，碳纳米管可用来制作气体分子传感器。当前，J.Kong等人[3]已成功地研究了单根单壁半导体碳纳米管的气敏特性，为一维碳纳米管作为敏感材料构成气敏传感器的研究打开了大门。 碳纳米管有望用做生物传感器(图)
作者：Richard Comerford 日期：2005-4-1 来源：本网 字符大小：【大】【中】【小】 伊利诺斯大学（位于美国伊利诺斯州乌尔班纳-香巴尼）和斯坦福大学（位于美国加利福尼亚州）科研人员的研究结果表明：利用碳纳米管来进行生物测定的应用正在取得快速进展。近期的实例之一就是采用纳米管来监测血液中的葡萄糖水平，这使得糖尿病人无须通过手指采血便能够检查自己的血糖水平。 该研究小组开发出了对过氧化氢敏感的纳米管，当它与葡萄糖接触时，将产生数量可变的过氧化氢。过氧化氢会使纳米管的光学性质发生变化，因此，产生的过氧化氢越多，则纳米管在暴露于近红外激光下时所发出的荧光就越强。 研究人员称这有可能导致人们将含有交变纳米管（altered nanotube）的小型多孔毛细管移植到糖尿病人的皮肤下。这样，糖尿病人便可以利用具有激光指示的设备来测量荧光强度，以定期检查自己的血糖水平——他们将不必抽血取样（这种做法日积月累会令病人感到异常疼痛）。 此前，斯坦福大学的研究人员已经开发出了采用聚环氧乙烷链进行处理并有选择性地针对特定蛋白质的碳纳米管。它们能够检测出与全身红斑狼疮及混合型结缔组织疾病有关的抗原。
气敏传感器的应用
气敏传感器的应用 摘要：介绍其敏传感器的现状和发展趋势。随着科技技术的发展，检测技术为重要的科技手段之一。随着微电子技术的发展和普及，传感器称为新的市场需求，对传感器的性能，用途日益有着新的要求和研究价值。 引言：随着科技的发展，针对围绕着生活和工业等周围的气体中的有害物质的测定，成为了一项重要的难题。其中其敏传感器为其中味重要的科研课题。目前的气敏传感器应用到气体探测器、烟雾报警器、虚拟嗅探犬、酒精浓度测试器等领域。 1.气敏传感器的主要特征 气敏传感器大致是为了检测气体成分和含量为目的研究的传感器。包括物理和化学方法。气敏传感器主要分为，：半导体型气敏传感器、电化学型气敏传感器、固体电解质气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器、光化学型气敏传感器、高分子气敏传感器等。还有红外吸收型、石英振荡型、光线型、热传导型、声表面波型、气体色谱法等。 电阻式半导体气敏元件是根据半导体接触到气体时其阻值的改变来检测气体的浓度；接触燃烧式气体传感器是基于强催化剂是气体在其表面燃烧时产生热量，使传感器温度上升；电容式传感器是利用敏感材料给付气体后其家电常数发生改变导致电容变化；电化学式气体传感器，主要利用两个电极之间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个固定的参比电极。红外吸收型传感器，当红外光通过待测气体时，这些气体分子对特定波长的红外光游戏手，其吸收关系服从朗伯比尔吸收定律，通过光强的变化测出气体的浓度。 气敏传感器的主要特征有稳定性、灵敏度、选择性、抗腐蚀性等特点。 稳定性主要表现在零点漂移区间漂移，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要取决于传感器结构所使用的技术。选择性也称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标其体重的能力。 2.气敏传感器的应用 SnO2是目前气敏传感器的广泛被利用的材料。它有灵敏度高，结构简单，体小质轻，坚固耐用等优点。SnO2 粉体的粒径大小,颗粒的形状、均匀性、稳定性都直接影响着制成的气敏器件的灵敏度、功耗、响应恢复特性及稳定性等重要参数。利用溶胶- 凝胶法合成SnO2 超微粒子主要以有机金属化合物为起始材料或以大批量有机试剂来制备SnO2 ,但有机金属 试剂较昂贵,给大量制备带来困难。因而通常是以廉价的SnCl4 为起始原料,加入少量溶胶形成助剂,促进其溶胶形式。溶胶- 凝胶法制备出粉体材料具有粒子分布均匀,纯度高,比表面积大,活性好,烧结温度低等优点。 但尽管SnO2 作为气敏材料日益受到重视,但由于其在应用中仍有一定缺陷,限制了它更为广泛的使用:低温条件下工作稳定性的控制;空气中湿度的影响;一些掺杂元素催化原理的探索;气敏特性测试手段的提高等等 3.纳米传感器及其在气敏传感器中的应用。纳米材料在气敏传感器的应用中有如下特点：①纳米固体材料具有庞大的界面,提供了大量气体通道,从而大大提高了灵敏度; ②工作温度大大降低; ③大大缩小了传感器的尺寸。 纳米传感器材料的发展展望。对于多壁碳纳米管制作的气敏传感器,虽然也可在室温下工作,但在复杂的气体环境中使传感器具有选择性却是一个亟待解决的问题。随着纳米技术的进一步发展,这些问题必将会被很好地解决,纳米传感器亦将获得巨大的发展。 4.气敏传感器的发展和展望 向多功能，低耗能，集成化方向发展。而且还有生物芯片的开发应用方面的展望，和应
纳米催化剂综述
纳米催化剂综述 所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术 纳米催化剂由于其高效的还原或氧化作用，在催化领域的应用非常广泛，与普通商用催化剂相比，表现出高活性和高选择性等优异的催化性能。在反应中，纳米催化剂的尺寸、形貌、表面性质等对其活性和选择性起到了关键的作用。纳米颗粒由于尺寸小，表面所占的体积分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等，导致表面的活性位置增加，这就使纳米颗粒具备了作为催化剂的基本条件。随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。 纳米催化剂性质 ⒈表面效应 描述催化剂表面特性的参数通常包括颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等。有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时，表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加[，同时还会引起表面张力增大，使表面原子稳定性降低，极易结合其它原子来降低表面张力。此外，Perez等认为N Cs的表面效应取决于其特殊的16种表面位置，这些位置对外来吸附质的作用不同，从而产生不同的吸附态，显示出不同的催化活性。 ⒉体积效应 体积效应是指当纳米颗粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或比其更小时，晶态材料周期性的边界条件被破坏，非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小，使得其在光、电、声、力、热、磁、内压、化学活性和催化活性等方面都较普通颗粒相发生很大变化，如纳米级胶态金属的催化速率就比常规金属的催化速率提高了100倍。 ⒊量子尺寸效应 当纳米颗粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级，此时处于分立能级中的电子的波动性可使纳米颗粒具有较突出的光学非线性、特异催化活性等性质。量子尺寸效应可直接影响到纳米材料吸收光谱的边界蓝移，同时有明显的禁带变宽现象；这些都使得电子/空穴对具有更高的氧化电位从而可以有效地增强纳米半导体催化剂的光催化效率，应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。 催化剂的作用主要可归结为三个方面：一是提高反应速度，增加反应效率；二是决定反应路径，有优良的选择性，如只进行氢化、脱氢反应，不发生氢化分解和脱水反应；三是降低反应温度。近年来在纳米催化剂的研究方面已取得一些成果，体现了纳米催化剂的优越性。目前，纳米技术的研究主要向两个方向进行：一是通过新技术减少目前使用的材料如金属氧化物的用量；二是进行新材料的开发 目前，关于纳米粒子的催化剂有以下几种，即纳米金属催化剂，主要以贵金属为主，如Pt、Rh、Ag、Pd，非贵金属有Fe、Co、Ni等。第二种以氧化物为载体，把粒径为lnm-10nm的金属粒子分散到这种多孔的衬底上。衬底的种类很多，有氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、沸石等。第三种是WC、γ-Al2O3、γ-Fe2O3等纳米聚合体或者是分散于载体上。 纳米催化剂在能源化学方面的一些应用 （1）燃煤纳米催化剂 我国是一个产煤大国，同时也是一个用煤大国，建国以来，煤炭在我国一次能源消费构成中占75%左右，预计到2050年这一比例仍将高达50%以上。在一个较长的时期内，煤炭仍将是我国能源中最主要的角色。建设资源节约型，环境友