有毒有害氣體濃度超標(biāo)無(wú)不影響著經(jīng)濟(jì)效益和人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全,如養(yǎng)殖場(chǎng)NH₃濃度超標(biāo)導(dǎo)致動(dòng)物死亡或減產(chǎn);冷庫(kù)NH₃泄露引起火災(zāi)、爆炸;煤礦開(kāi)采過(guò)程中瓦斯爆炸事件時(shí)有發(fā)生。這些事故的發(fā)生往往是因?yàn)閭鞲衅鳈z測(cè)滯后,要做到防患于未然,研究高靈敏度、低檢測(cè)限的氣體傳感器是及其緊要的。本文以鱗片石墨為原料,分別采用改進(jìn)Hummers法、低溫加水以及氯乙酸改性的方法分別制備出羥基、環(huán)氧基、羧基含量差異明顯的氧化石墨烯,并對(duì)其結(jié)構(gòu)以及官能團(tuán)類(lèi)型進(jìn)行分析。然后采用旋涂法制備厚度均一的氧化石墨烯氣敏膜,對(duì)NH₃、濕度(H₂O)以及CH₄的氣敏性能進(jìn)行研究并揭示敏感機(jī)理。在此基礎(chǔ)上篩選分別對(duì)NH₃、濕度(H₂O)以及CH₄選擇性較強(qiáng)的氣敏元件組成傳感器陣列,對(duì)混合氣氛NH₃和濕度、CH₄和濕度定性并定量進(jìn)行檢測(cè),建立傳感器陣列響應(yīng)模型,并對(duì)最終測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,采用改進(jìn)的Humm...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 立題思想與背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 環(huán)境有毒有害氣體監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氧化石墨烯制備方法
        1.2.3 氧化石墨烯氣敏性能
    1.3 存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
        1.3.1 存在問(wèn)題
        1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 選題依據(jù)及意義
    1.5 研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)及擬解決關(guān)鍵問(wèn)題
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 研究目標(biāo)
    1.6 研究技術(shù)路線
    1.7 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    1.8 主要工作量
2 羥基化氧化石墨烯制備及其N(xiāo)H₃敏感性能
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 原料、試劑與儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)及步驟
        2.1.3 樣品表征
    2.2 羥基化氧化石墨烯屬性表征
        2.2.1 氧化石墨烯結(jié)構(gòu)分析
        2.2.2 氧化石墨烯官能團(tuán)分析
        2.2.3 氧化石墨烯厚度分析
    2.3 羥基型氧化石墨烯的 NH₃敏感性能分析
        2.3.1 NH₃ 敏感性能測(cè)試裝置
        2.3.2 靜態(tài)靈敏度測(cè)試
        2.3.3 動(dòng)態(tài)靈敏度測(cè)試
        2.3.4 穩(wěn)定性和重復(fù)性測(cè)試
        2.3.5 選擇性測(cè)試
        2.3.6 GO 吸附 NH₃分子機(jī)理
    2.4 結(jié)論
3.環(huán)氧基化氧化石墨烯制備及其濕敏性能
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 原料、試劑與儀器
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)及步驟
        3.1.3 GO水分散液樣品的制備
    3.2 環(huán)氧基化氧化石墨烯屬性表征
        3.2.1 氧化石墨烯結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 氧化石墨烯厚度分析
        3.2.3 氧化石墨烯官能團(tuán)分析
    3.3 環(huán)氧基型氧化石墨烯的濕敏性能分析
        3.3.1 濕敏性能測(cè)試裝置和方法
        3.3.2 選擇性
        3.3.3 靜態(tài)靈敏度測(cè)試
        3.3.4 動(dòng)態(tài)靈敏度測(cè)試
        3.3.5 響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間
        3.3.6 連續(xù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)恢復(fù)
        3.3.7 重復(fù)性和穩(wěn)定性測(cè)試
        3.3.8 濕敏機(jī)理分析
    3.4 結(jié)論
4 羧基化氧化石墨烯制備及其 CH₄敏感性能
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 原料、試劑與儀器
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)及步驟
        4.1.3 樣品表征
    4.2 羧基化氧化石墨烯屬性表征
        4.2.1 氧化石墨烯結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 氧化石墨烯官能團(tuán)分析
        4.2.3 氧化石墨烯薄膜厚度分析
    4.3 羧基化氧化石墨烯CH4敏感性能分析
        4.3.1 CH₄ 氣敏感性能測(cè)試裝置和方法
        4.3.2 靜態(tài)靈敏度測(cè)試
        4.3.3 動(dòng)態(tài)靈敏度測(cè)試
        4.3.4 響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間
        4.3.5 重復(fù)性和穩(wěn)定性測(cè)試
        4.3.6 CH₄ 敏感機(jī)理分析
    4.4 結(jié)論
5 氧化石墨烯氣體傳感器陣列響應(yīng)及應(yīng)用分析
    5.1 多組分測(cè)試平臺(tái)搭建
    5.2 傳感器陣列響應(yīng)
        5.2.1 單組氣氛響應(yīng)
        5.2.2 NH₃ 和濕度(H₂O)兩組氣氛共響應(yīng)
        5.2.3 CH₄ 和濕度(H₂O)兩組氣氛共響應(yīng)
    5.3 傳感器陣列響應(yīng)分析
        5.3.1 單一氣體響應(yīng)分析
        5.3.2 兩組混合氣氛響應(yīng)分析
    5.4 氣體傳感器的性能檢驗(yàn)及測(cè)試
    5.5 結(jié)論
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果



本文編號(hào)：3780494