本文關(guān)鍵詞：靜電紡絲法制備ZnO納米材料及其氣敏性能研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：靜電紡絲技術(shù)是當(dāng)前最快捷高效的生產(chǎn)納米纖維的新型加工技術(shù),通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維在氣敏領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。同時(shí),中空結(jié)構(gòu)的氧化物納米材料更兼?zhèn)淞艘痪S材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易團(tuán)聚的優(yōu)點(diǎn),有利于提高半導(dǎo)體氧化物的氣敏性能,在氣敏材料應(yīng)用領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。ZnO納米材料因其優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì),自被發(fā)現(xiàn)其良好的氣敏性能以來(lái)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。因此本文以靜電紡絲法制備的PAN纖維為模板,結(jié)合水熱法,制備ZnO及其改性材料SnO_2/ZnO和NiO/ZnO。利用X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、能量散譜(EDX)分析氣敏材料的物理結(jié)構(gòu)和氣敏性能。結(jié)果表明:(1)SnO_2/ZnO體系(1)PAN納米纖維表面光滑,直徑均一,ZnO及SnO_2/ZnO為中空管狀。制備的SnO_2/ZnO無(wú)其它雜質(zhì),結(jié)晶度較高。(2)通過(guò)對(duì)比ZnO和SnO_2/ZnO氣敏性能,可知,隨著SnO_2摻雜比例的增加,SnO_2/ZnO對(duì)甲醇的靈敏度逐漸增加,當(dāng)SnO_2摻雜比例為1 mol/mol時(shí),制備的SnO_2/ZnO復(fù)合氣敏材料對(duì)甲醇的靈敏度最高,同時(shí)表現(xiàn)出較高的選擇性。(3)氣敏測(cè)試結(jié)果表明,隨著測(cè)試溫度的增加,所有樣品對(duì)目標(biāo)氣體的靈敏度均表現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì),溫度達(dá)到340℃時(shí),所有樣品表現(xiàn)出最高的靈敏度。(2)NiO/ZnO體系(1)PAN納米纖維表面光滑,直徑均一,ZnO及NiO/ZnO為中空管狀。制備的NiO/ZnO無(wú)其它雜質(zhì),結(jié)晶度較高。(2)通過(guò)對(duì)比ZnO和NiO/ZnO氣敏性能,可知,隨著NiO摻雜比例的增加,NiO/ZnO對(duì)乙醇和丙酮的靈敏度先增強(qiáng)后減弱,當(dāng)NiO摻雜比例為0.125 mol/mol時(shí),制備的NiO/ZnO復(fù)合氣敏材料對(duì)乙醇的靈敏度最高,當(dāng)NiO摻雜比例為0.1875mol/mol時(shí),制備的NiO/ZnO復(fù)合氣敏材料對(duì)丙酮的靈敏度最高,同時(shí)均表現(xiàn)出較高的選擇性。(3)氣敏測(cè)試結(jié)果表明,隨著測(cè)試溫度的增加,所有樣品對(duì)目標(biāo)氣體(乙醇和丙酮)的靈敏度均表現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì),溫度達(dá)到300℃時(shí),所有樣品表現(xiàn)出最高的靈敏度。
[Abstract]:Electrospinning is a new processing technology is the most efficient production of nanofibers, nanofiber prepared by electrospinning technique has great application prospect in gas sensing field. At the same time, oxide nano materials with hollow structure and more stable structure has the advantages of one-dimensional materials, is not easy to agglomerate, is conducive to the improvement of gas sensing properties semiconductor oxide, good prospects for the development of.ZnO nano materials because of their excellent physical and chemical properties in the field of application of gas sensitive materials, since the discovery of its good gas sensing properties has attracted more and more attention of scholars at home and abroad. Therefore, electrospinning of PAN fiber as a template, combined with hydrothermal method. Preparation of ZnO and its modified materials of SnO_2/ZnO and NiO/ZnO. by X- ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy dispersive spectroscopy (EDX) analysis of gas The physical structure and gas sensing properties of sensitive materials. The results showed that: (1) SnO_2/ZnO (1) PAN nano fiber has smooth surface, uniform diameter, ZnO and SnO_2/ZnO for the preparation of SnO_2/ZnO hollow tubular. No other impurities, high degree of crystallinity. (2) compared with the ZnO and SnO_2/ZnO gas sensing, known as increase the doping ratio of SnO_2, the sensitivity of SnO_2/ZnO to methanol increased gradually. When the doping ratio of SnO_2 is 1 mol/mol, the sensitivity of SnO_2/ZnO composite gas sensitive material preparation of methanol on the top, also showed high selectivity. (3) gas sensing test results show that with the increase of test temperature, the sensitivity of all samples the target gas showed first increased and then decreased trend, the temperature reached 340 degrees, all samples showed the highest sensitivity. (2) NiO/ZnO system (1) PAN nano fiber has smooth surface, a diameter of ZnO, and NiO/ZnO for the preparation of hollow tube. NiO/ZnO no other impurities, high degree of crystallinity. (2) compared with the ZnO and NiO/ZnO gas sensitive performance shows that with the increase of NiO doping ratio, the sensitivity of NiO/ZnO for ethanol and acetone first increased and then decreased. When the doping ratio of NiO is 0.125 mol/mol, the sensitivity of NiO/ZnO composite gas sensing materials prepared for ethanol the highest, when the NiO doping ratio is 0.1875mol/mol, the sensitivity of NiO/ZnO composite gas sensing materials prepared by acetone is the highest, and showed higher selectivity. (3) gas sensing test results show that with the increase of test temperature, all samples of the target gas (ethanol and acetone) showed first increased sensitivity after decreased, the temperature reached 300 degrees, all samples showed the highest sensitivity.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ340.64;TB383.1

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本文編號(hào)：1419136