本文選題：SnO_2氣敏材料 + 分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)��； 參考：《揚(yáng)州大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：半導(dǎo)體金屬氧化物氣敏材料具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、響應(yīng)回復(fù)快、靈敏度高、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。目前已在環(huán)境污染治理,工業(yè)氣體的監(jiān)控、可燃性氣體、毒性氣體的檢漏報(bào)警等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用�，F(xiàn)階段研究表明分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)是構(gòu)建高靈敏度和快速響應(yīng)的金屬氧化物氣敏材料的理想結(jié)構(gòu)。然而目前對(duì)于分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)氣敏材料的研究依然面對(duì)眾多難點(diǎn)和挑戰(zhàn),如難以合成、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種類單一等。這些難點(diǎn)和挑戰(zhàn)極大的制約了分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)氣敏材料的開發(fā)和應(yīng)用。鑒于此,本論文擬從PS納米微球模板出發(fā),通過“引入前驅(qū)物—PS微球自組裝—熱處理去模板”的方法,探索合成分級(jí)多孔Sn02材料的方法。同時(shí)對(duì)分級(jí)多孔Sn02進(jìn)行稀土摻雜,分析了分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)及其組分優(yōu)化(稀土摻雜)對(duì)氣敏材料性能的影響,為分級(jí)多孔氣敏材料研究和開發(fā)提供了思路和依據(jù)。本論文研究?jī)?nèi)容如下：(1)以PS微球?yàn)槟０?通過膠凝膠前驅(qū)體浸漬后自組裝(重力沉積)之后熱處理去除模板的方法,成功制備開放式分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的Sn02材料,對(duì)其進(jìn)行了XRD SEM等儀器的分析和表征,同時(shí)探索了前驅(qū)液濃度、燒結(jié)溫度對(duì)分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的影響。最終確定了合成開放式分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)Sn02的最佳條件。(2)將制備的分級(jí)多孔Sn02材料制作成氣敏元件,利用氣敏測(cè)試系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了氣敏性能分析。系統(tǒng)了研究其對(duì)乙醇、丙酮、甲醛、甲醇、異丙醇、苯、甲苯等多種可燃性氣體、有毒氣體的氣體敏感特性。研究結(jié)果表明,由于其開放的三維多孔結(jié)構(gòu),表面開放式結(jié)構(gòu)有利于氣體分子的進(jìn)入和傳輸,內(nèi)部分級(jí)多孔構(gòu)造能夠提供大量的反應(yīng)表面積。開放式分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)有效的提高了Sn02材料的氣敏性能。以對(duì)200ppm的乙醇?xì)饷魷y(cè)試為例,開放式分級(jí)多孔Sn02材料的最佳工作溫度從370℃降低為310℃,氣敏響應(yīng)值是參比樣的3倍左右,響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間縮短了4-6s。(3)通過增加稀土元素前驅(qū)液浸漬的步驟對(duì)分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)Sn02進(jìn)行了稀土元素(Ce、 La)摻雜,研究了摻雜前后氣敏性能的變化,發(fā)現(xiàn)：稀土摻雜顯著的提高了Sn02材料的氣敏性能,提升效果隨摻雜元素、摻雜濃度、氣體種類、工作溫度等不同而不同具體表現(xiàn)為：1)Ce/Sn原子摩爾比為3%的前驅(qū)液對(duì)分級(jí)多孔Sn02的摻雜效果最好,其對(duì)丙酮的靈敏度有了顯著提高,對(duì)500ppm丙酮響應(yīng)值在53.6,變?yōu)樵瓉淼?倍左右。同時(shí)Ce的摻雜也有利于對(duì)乙醇、甲醇、甲醛等氣體的氣敏響應(yīng)提升。對(duì)比摻雜前后最佳工作溫度的變化發(fā)現(xiàn)Ce的摻雜會(huì)導(dǎo)致最佳工作溫度有升高或升高的趨勢(shì)。2)La/Sn原子摩爾比為5%的前驅(qū)液摻雜效果較好,其對(duì)乙醇和甲醇的氣敏響應(yīng)都得到了明顯提升,對(duì)500ppm甲醇響應(yīng)值由46.7提升為82.3,提高了1倍左右。同時(shí)結(jié)果表明La的摻雜也有利于最佳工作溫度的降低和響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間的縮短。
[Abstract]:A new type of porous Sn02 material has been successfully prepared by using PS microspheres as a template . The results show that the open graded porous structure is suitable for the research and development of graded porous Sn02 . The results show that the porous structure of graded porous structure is suitable for the research and development of graded porous Sn02 . ( 3 ) doping of rare earth element ( Ce , La ) with rare earth element ( Ce , La ) was carried out by adding rare earth element precursor solution , and the change of gas sensitivity before and after doping was studied .

【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB381

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉生;李?yuàn)?曹明;李樹靜;杜占;鄭建旭;蔣登高;;聚苯胺/鎢硅酸復(fù)合材料氣敏性能研究[J];河南化工;2012年03期

2 潘慶誼;徐甲強(qiáng);劉銘;王國(guó)喜;;α-Fe_2O_3超微粒的制備及其氣敏性能的研究[J];河南科學(xué);1990年02期

3 張?zhí)焓?沈瑜生;;鋅、錫復(fù)合氧化物的制備、相組成與氣敏性能的關(guān)系[J];功能材料;1993年05期

4 宋金玲;周長(zhǎng)才;劉瑞平;蔡穎;張胤;;溶膠-凝膠法制備摻雜稀土的二氧化鈦及其對(duì)丙酮?dú)饷粜阅苎芯縖J];內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

5 宋金玲;周長(zhǎng)才;牟連維;郭冠銘;蔡穎;張胤;;溶膠-凝膠法制備摻雜稀土元素二氧化鈦及其氣敏性能[J];過程工程學(xué)報(bào);2013年01期

6 陳思順,陳新華,丁明潔,牛新書;釔摻雜納米α-Fe_2O3_的合成及氣敏性能研究[J];電子元件與材料;2005年09期

7 陳思順;陳新華;丁明潔;牛新書;;摻雜合成納米α-Fe_2O_3粉體及其氣敏性能研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2006年03期

8 王燕;張戰(zhàn)營(yíng);曹建亮;路長(zhǎng);孫廣;王杰;;化學(xué)沉淀法制備納米α-Fe_2O_3及其氣敏性能研究[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

9 王曉玲,羅延齡,張寶旺,桑德文;聚乙二醇接枝炭黑納米導(dǎo)電復(fù)合材料氣敏性研究[J];江蘇化工;2004年01期

10 程知萱,李玲,陳海華,潘慶誼;摻雜納米NiO粉體材料的氣敏性能研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉杏芹;劉亞飛;高峰;;一種新型鎘銻氧化物復(fù)合材料的氣敏性能及其摻雜改性[A];第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

2 左霞;王彬;吳誼群;;八異戊氧基金屬萘酞菁配合物旋涂膜的氣敏性研究[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（7）[C];2007年

3 李堅(jiān);王元生;黃兆新;;納米氧化鐵粉體的制備和氣敏性能研究[A];第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

4 程知萱;李玲;陳海華;潘慶誼;;摻雜納米NiO粉體材料的氣敏性能研究[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

5 董先明;羅穎;解麗娜;唐開聰;陳鑫玨;;炭黑/聚乙二醇/聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合材料的導(dǎo)電性能與氣敏性能研究[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2007年

6 李玲;祁晴晴;張樂喜;別利劍;;花狀分級(jí)結(jié)構(gòu)α-Fe_2O_3微球的制備及其氣敏性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

7 楊曉娟;沈水發(fā);劉爾生;楊素苓;陳耐生;黃金陵;;鐵酸鹽系列納米晶的制備及其氣敏性[A];第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

8 劉婧媛;陳曉爽;景曉燕;;三維花狀氧化鋅的可控合成及其氣敏性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

9 劉錦淮;孟凡利;劉金云;;半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的氣敏性能與納米整流器件研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 潘慶誼;張劍平;程知萱;董曉雯;王廷富;;紡錘形納米γ-Fe_2O_3的氣敏性能[A];第六屆全國(guó)氣濕敏傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 林櫟陽;半導(dǎo)體NiO及其復(fù)合氧化物的水熱合成及電化學(xué)與氣敏性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 李超;氧化物半導(dǎo)體納米材料的合成、改性及氣敏性能研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 鄔洪源;納米二氧化鈦基復(fù)合纖維的制備及氣敏性能研究[D];黑龍江大學(xué);2016年

4 劉繼江;氧化銦材料的形貌可控制備及其乙醇?xì)饷粜阅苎芯縖D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 高利蘋;氧化銦基納米材料的合成與氣敏性能研究[D];上海大學(xué);2016年

6 葛春橋;金屬氧化物納米材料的濕法制備及其氣敏性能研究[D];華中科技大學(xué);2008年

7 謝英男;聚苯胺基復(fù)合材料的制備及其氣敏性能研究[D];鄭州大學(xué);2008年

8 秦楠;氧化鋅基納米材料的制備、氣敏性能研究及第一性原理計(jì)算[D];上海大學(xué);2014年

9 楊穎;氧化物與晶態(tài)碳異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及氣敏性能研究[D];黑龍江大學(xué);2014年

10 張文惠;半導(dǎo)體金屬氧化物的制備、表征及其氣敏性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 祁晴晴;氧化鉬微結(jié)構(gòu)控制合成及氣敏性能[D];天津理工大學(xué);2015年

2 鄭輝;納米結(jié)構(gòu)氧化錫的離子熱合成及氣敏特性研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 王超;石墨稀負(fù)載p型-n型半導(dǎo)體氧化物及其氣敏性能研究[D];南京理工大學(xué);2015年

4 張肖妮;鎢氧化物納米材料的制備、改性及氣敏性能研究[D];大連海事大學(xué);2015年

5 黃海云;氧化鋅納米線的制備及其對(duì)痕量H_2S的氣敏性能研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

6 劉中興;金屬氧化物半導(dǎo)體對(duì)CO_2的氣敏性研究[D];山東大學(xué);2015年

7 宋明艷;金屬硫化物材料的制備、改性及氣敏性能研究[D];大連海事大學(xué);2015年

8 薛婕;氧化鋅表面結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其氣敏性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

9 趙楊波;改性提高氧化鋅納米晶體的氣敏性能及第一性原理計(jì)算[D];北京化工大學(xué);2015年

10 陳超;摻雜MoO_3納米晶體及MoO_3復(fù)合物的制備及其氣敏性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1783505