發(fā)布時(shí)間：2018-01-06 02:09

  本文關(guān)鍵詞：納米Zn-Al-O類材料制備及其氣敏特性研究　出處：《西北大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： Zn-AlLDH/ZnO復(fù)合物 ZnAl_2O_4/ZnO復(fù)合氧化物 退火 氣敏傳感器

【摘要】：在大氣環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天,氣體傳感器的研究和制備成為研究的熱點(diǎn),納米半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器是其中重要的一類,具有制備簡(jiǎn)單、體積小、低成本等優(yōu)點(diǎn)。但是單一金屬氧化物傳感器的靈敏度、選擇性仍具有一定的局限性;雖金屬摻雜會(huì)改善其氣敏性能,但大多數(shù)都是貴重金屬且成本高;發(fā)現(xiàn)復(fù)合氧化物氣體傳感器可以通過(guò)形成異質(zhì)結(jié)或者協(xié)同效應(yīng)來(lái)提高氣敏特性。因此,尋找一種形貌可控、高靈敏度、高選擇性、穩(wěn)定性良好的復(fù)合氣敏材料具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文采用低溫水浴法,在多孔陽(yáng)極氧化鋁(AAO,Anodic Aluminum Oxide)基底上制備出了均勻性較好的 Zn-Al LDH/ZnO 復(fù)合物(Zn-Al LDH,Zn-Al Layered Double Hydroxide)前驅(qū)體,然后通過(guò)退火處理獲得了 ZnAl_2O_4/ZnO復(fù)合氧化物,并研究了退火溫度對(duì)ZnAl_2O_4/ZnO氣敏性能的影響,本文的主要研究成果如下:1.以高純鋁片為原料,利用二次陽(yáng)極氧化法在草酸溶液中,在氧化時(shí)間為2h、氧化電壓為40V、除膜時(shí)間2h、擴(kuò)孔時(shí)間為lh條件下制備出有序性和一致性較好的AAO基底。2.制備乙酸鋅和六次甲基四胺的水溶液,采用低溫水浴法在AAO基底上制備Zn-Al LDH/ZnO 復(fù)合物薄膜,研究了溶液濃度、反應(yīng)物濃度比、反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和形貌的影響。結(jié)果表明,在60℃、5h、乙酸鋅濃度為0.005mol/L、乙酸鋅與六次甲基四胺濃度比為1:10時(shí)制備出大面積連續(xù)性較好的納米片花球狀Zn-Al LDH/ZnO復(fù)合物。3.將制備的Zn-Al LDH/ZnO復(fù)合物作為前驅(qū)體,通過(guò)退火處理,研究了前驅(qū)體反應(yīng)物濃度比、退火溫度的影響,發(fā)現(xiàn)在600℃下、濃度比1:10退火后制備出了結(jié)晶性能較好的ZnAl_2O_4/ZnO復(fù)合氧化物。4.測(cè)試并分析了 ZnAl_2O_4/ZnO復(fù)合氧化物對(duì)甲醇、乙醇、丙酮的氣敏特性。研究發(fā)現(xiàn),隨著退火溫度的升高復(fù)合氧化物對(duì)甲醇、乙醇、丙酮的靈敏度越高,這是因?yàn)?00℃退火比500,400℃退火所制備的復(fù)合氧化物中ZnO晶粒密度高。
[Abstract]:In the atmosphere of increasingly serious environmental problems today, research and preparation of gas sensors has become a hot research, nano metal oxide semiconductor sensor is one of the important category, has the advantages of simple preparation, small volume, low cost and other advantages. But the single metal oxide sensor sensitivity and selectivity still has some limitations though; metal doping will improve its gas sensitive properties, but most of them are precious metals and high cost; composite oxide gas sensor can be found by forming a heterojunction or synergistic effect to improve the gas sensing properties. Therefore, looking for a kind of controllable morphology, high sensitivity, high selectivity, good stability of the composite gas sensing material has important practical value. This paper uses the low temperature water bath method, porous anodic alumina (AAO Anodic, Aluminum Oxide) fabricated Zn-Al LDH/ZnO composite with better homogeneity (Zn -Al LDH, Zn-Al Layered Double Hydroxide) precursor, and then obtained the ZnAl_2O_4/ZnO composite oxide by annealing, and the effects of annealing temperature on gas sensing properties of ZnAl_2O_4/ZnO, the main research results are as follows: 1. with high purity aluminum in oxalic acid solution as raw material, using two anodic oxidation on the oxidation time for 2h, the oxidation voltage is 40V, in addition to membrane 2h, reaming time LH prepared under the water solution of order and the consistency of the AAO substrate.2. preparation of zinc acetate and six methyl four amine, preparation of Zn-Al LDH/ZnO composite films on AAO substrate by low temperature water bath method, study the concentration of the solution, concentration of reactant ratio, reaction temperature and time on the structure and morphology of the films. The results show that in the 60 DEG C, 5h, zinc acetate concentration is 0.005mol/L, zinc acetate and six methyl four amine concentration large surface preparation ratio of 1: 10 system Product of good continuity of nano spherical Zn-Al LDH/ZnO composite.3. film were Zn-Al LDH/ZnO complexes were used as precursors by annealing, the precursor concentration of reactant ratio, the effect of annealing temperature, found at 600 DEG C, concentration ratio of 1:10 after annealing prepared the ZnAl_2O_4/ZnO composite oxide.4. test well the crystallization properties and analysis of ZnAl_2O_4/ZnO composite oxides on ethanol, methanol, acetone gas sensing properties. The study found that with the increase of annealing temperature of composite oxide for methanol, ethanol, acetone, the sensitivity is high, this is because the composite oxide annealed at 600 C to 500400 C prepared by annealing the ZnO grain density is high.

【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212;TB33

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 裘南畹，李建明，劉文利，，呂紅浪;金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏特性的研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1994年S1期

2 翟應(yīng)田;摻雜α-鐋酸的合成及其氣敏特性的探討[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年04期

3 婁向東，黃春梅，王弘，沈瑜生;摻雜鎳酸鑭材料的氣敏特性研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1994年S1期

4 侯振雨,谷永慶,張玉泉,龐奇紅;納米銅氧化物的制備及氣敏特性研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

5 柴常春,彭軍,嚴(yán)北平,鎮(zhèn)桂芹;摻錫對(duì)α-Fe_2O_3薄膜微結(jié)構(gòu)和氣敏特性的影響研究[J];功能材料;1997年01期

6 劉國(guó)華,杜忻銳;半導(dǎo)體氣敏傳感器的原理及應(yīng)用[J];煤炭技術(shù);2001年09期

7 陳長(zhǎng)慶,胡明,吳霞宛;氣敏傳感器的發(fā)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2003年01期

8 賈良菊,應(yīng)鵬展,許林敏,倪自豐,王雅晴;氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];煤礦機(jī)械;2005年04期

9 周志剛;胡木林;李鄂勝;;金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器穩(wěn)定性研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年03期

10 傅盼盼;楊志學(xué);;金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器[J];化工時(shí)刊;2013年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 張?zhí)焓?沈瑜生;;鋅、錫復(fù)合氧化物的制備、相組成與氣敏特性間的關(guān)系[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

2 侯振雨;谷永慶;張玉泉;龐奇紅;;納米銅氧化物的制備及氣敏特性研究[A];第八屆全國(guó)氣濕敏傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

3 吳芳;何光宏;潘英俊;;用溫度調(diào)制提高半導(dǎo)體氣敏傳感器的選擇性[A];大珩先生九十華誕文集暨中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

4 程綱;王理想;武興會(huì);杜祖亮;;基于單根氧化物納米線的高性能氣敏傳感器研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

5 司書峰;明正球;;Cr摻雜α-Fe_2O_3材料的制備和氣敏特性[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)無(wú)機(jī)與配位化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

6 焦正;;二氧化錫氣敏傳感器的研究進(jìn)展[A];第6屆輻射研究與輻射工藝學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

7 施金釵;黃元慶;宋愛群;;納米氣敏傳感器的研究[A];第十七屆全國(guó)測(cè)控計(jì)量?jī)x器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)（MCMI'2007）論文集（下冊(cè)）[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 黎作鵬;體域納米網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

2 張正飛;一維氧化鎢納米材料無(wú)催化劑生長(zhǎng)的原位透射電鏡研究[D];浙江大學(xué);2017年

3 劉敬東;銅納米顆粒合成及其低溫?zé)Y(jié)互連行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 谷志遠(yuǎn);基于納米線的光學(xué)微腔和納米激光器[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

5 潘金彬;生物活性蛋白導(dǎo)向簡(jiǎn)易構(gòu)建新型高效安全的納米探針用于腫瘤的診療[D];天津醫(yī)科大學(xué);2017年

6 戴清源;基于乳清分離蛋白修飾的低環(huán)境敏感型納米顆粒構(gòu)建與穩(wěn)定機(jī)制[D];江南大學(xué);2017年

7 李秀巖;有機(jī)金屬框架納米載藥系統(tǒng)的構(gòu)建[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2014年

8 劉洋;多功能納米膠束體系聯(lián)合聲動(dòng)力與化療靶向治療肝癌的研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2017年

9 任勃;鎳鈷基氧化物納米纖維的靜電紡絲法制備及電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

10 趙婕;基于單根金屬氧化物一維微/納米線的雙電極結(jié)構(gòu)器件的性能研究[D];南昌大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 崔行恒;磁性元素?fù)诫s氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)的制備與物性研究[D];上海師范大學(xué);2017年

2 朱笑天;金納米棒的制備與修飾及其在環(huán)境污染物檢測(cè)中的應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2017年

3 任雪利;納米氣泡對(duì)污染物的吸附及其影響因素探究[D];上海師范大學(xué);2017年

4 劉曉慧;硅表面納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算[D];青島大學(xué);2017年

5 任健;面向太陽(yáng)能燃料制備的納米異質(zhì)結(jié)材料的研究[D];天津大學(xué);2016年

6 閆貴花;靜電紡制備聚丙烯腈/納米纖維素基多孔碳材料及電學(xué)性能研究[D];鄭州大學(xué);2017年

7 張路f

本文編號(hào)：1385837