题目：Agx@(2D-WO3)核壳纳米结构的制备及其气敏性能的研究

       石墨烯在机械、热、电子和光学等方面特殊性质引起了对其他二维材料更为深入的研究，而金属纳米颗粒的表面等离子体效应是目前另一个探索比较活跃的课题。二维材料在机械、热、电子和光学等方面都显示出其非凡的特点，其从燃料电池、超级电容器、高灵敏生物传感器、太阳电池到各种传感器和致动器领域都有潜在的应用。在气敏传感器中, WO3由于对许多不同的气体有高的灵敏度和化学稳定性,因此已经成为最重要的气敏材料之一。而在半导体WO3的纳米结构中,二维层状结构具有大的比表面和高的表面活性,在电学、热学等方面都表现出优异的性能，能显著提高其气敏性能。现如今，贵金属纳米颗粒已经作为一种结构材料被广泛应用在电学与催化领域，当它们的尺寸在纳米级别时，光与金属颗粒之间的相互作用会产生等离子体效应，使得它们可以应用在更多不同的领域内。银相对于其他金属来说，因为它优异的等离子体特性、可利用的纳米结构、以及其低廉的价格而变得尤为独特。全文分为绪论、实验和结论三大部分。第1章（绪论部分）阐述了气敏传感器的主要分类、发展方向、半导体金属氧化物气敏传感器、以及WO3的相关内容，同时详细陈述了表面等离子和二维材料的概念、性质、发展状况及应用。第二章到第四章为本论文的实验部分。第二章详细讲述了材料的制备和表征方法，以及气敏性能测试，并对核壳结构材料的气敏性能更优异做出了机理解释。第三章探讨Agx核的尺寸变化对核壳结构气敏响应的影响，并给出合理的机理解释。第四章讲述光激发对材料气敏响应的影响，进一步验证了本论文中提出的相关气敏机理。第五章为全文总结。    

       我们研究的这种新的纳米核壳结构，其壳层是2D材料，可以有效的传播等离子效应，核是Agx纳米颗粒，可以产生表面等离子体共振作用。我们设计的Agx@(2D-WO3)核壳结构，结合了以上两种优势，可以显著增强器化学传感器性能。同时，制备了纯的WO3、Ag-WO3混合物与Agx@(2D-WO3)核壳结构进行对比。本论文中所研究的材料均由水热法制备，材料表征方法包括UV-Vis吸收光谱、XRD、XPS、FESEM、TEM、SAED、EDAX以及拉曼光谱，传感器测试部分主要探究了对酒精蒸汽的气敏性能。

       具体来说, Ag-WO3混合物与Agx@(2D-WO3)核壳结构相比，气敏响应值由38增加至217，响应与恢复时间明显缩短至2秒和5秒，传感器最佳工作温度从370 oC降低至340 oC。光照可以增强Agx@(2D-WO3)核壳结构的传感器响应，特别是在光源波长与Ag纳米颗粒的λspr相当的蓝光区域，器件性能的增强最为显著。拉曼光谱显示2D-WO3壳层和其表面的吸附物的拉曼信号强度都有显著增强。等离子体增强传感器和拉曼结果表明，器件性能的提高源于等离子效应。对于Agx@(2D-WO3)核壳结构，改变Agx核的尺寸会影响核壳结构的气敏性能，发现Agx核尺寸越小，传感器气敏响应就越好。本论文中探究了Agx核尺寸在25 nm~60 nm范围内的四组Agx@(2D-WO3)核壳结构，其中Ag(25nm)@(2D-WO3)核壳结构制备的气敏传感器气敏性能最好，即拥有最高的气敏响应、最快的响应与恢复时间、以及最低的最佳工作温度。由此证明了：（1）2D材料可以用作纳米核壳结构的壳层；（2）表面等离子体有效的提高了传感器的气敏性能；（3）可以通过改变Agx核的尺寸调节表面等离子体的强度。