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铁兰是一种气生凤梨科植物,它们不需要泥土,附生在树干或其他宿主上,具有直接从大气或宿主中吸收水分和矿物质的能力。由于这一特征,铁兰也常被称为空气草,并在多种不同领域被用于气体监测。本论文首先研究了铁兰的形貌、比表面积、液体浸润性及其对氢气的响应能力。铁兰具有独特的表面鳞片和内部孔道结构,有利于其对气体的吸附和吸收。铁兰表面特有的鳞片能够明显增加铁兰比表面积,在气体吸附方面发挥了巨大的作用。这种鳞片组织还能改变植株表面对液体的浸润性,具有鳞片的植株表现为亲水性,而将鳞片去除的个体则与常见植物叶片相似,表现为疏水。此外,对铁兰氢气响应能力进行了测试,结果表明,铁兰本身并不具备氢气响应性。采用简单的水热法合成Ti O2,通过改变反应时间和前驱体浓度等参数合成了一系列不同的样品。重点研究了合成温度、反应时间、钛酸丁酯浓度、乙醇浓度对产物形貌、结构、比表面积和氢气响应性的影响。结果显示,在低温条件下合成的所有产物均为无定型结构。低温条件下制备样品的氢气响应性测试结果显示,当乙醇和钛酸丁酯浓度相同时,180°C加热6h(TA3)的样品具有最高的氢气响应能力。样品的氢气响应性均明显优于P25,且制备温度也远低于P25。在其他合成参数不变的条件下,将Ti O2的合成温度提高至250°C到400°C范围内,结果显示,350°C时制备的样品TD3较TA3具有更高的氢气响应性。虽然高温制备的Ti O2结晶程度更高,但其气体响应能力提高有限,所以样品结晶程度并不是影响其氢气响应能力的最主要原因。采用低温水热法(180°C)将Ti O2分别负载在MWCNTs和铁兰表面,研究不同基底材料对产物氢气响应性的影响。结果显示,模板的用量明显影响最终产物的氢气响应能力,当模板质量为0.6克时,产物具有最好的氢气响应性。在此条件下,Ti O2颗粒能够均匀的分布在模板表面,并且具有适宜的厚度,可以加速电子从内部到表面的迁移。此外,以0.6克铁兰为模板合成的Ti O2样品的氢气响应能力不仅优于其他样品,其氢气响应能力也要高于以CNTs为模板制备样品的2倍。这一结果表明,铁兰的独特表面鳞片及内部孔道结构对Ti O2的氢气响应能力具有极大的促进作用。