【摘要】：二氧化錫(Sn O2)是一種重要的寬帶隙n型半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度Eg=3.6e V,是一種重要的功能材料。而納米尺度的Sn O2材料因其具有特殊的光電特性和良好的機(jī)械、催化、光敏、氣敏性能而受到極大的關(guān)注,在氣敏元器件,儲(chǔ)氫材料,透明光電極,太陽(yáng)能電池等方面有著廣闊的應(yīng)用價(jià)值。因此,對(duì)Sn O2納米材料的制備和性質(zhì)的研究始終是當(dāng)今科研界的熱點(diǎn)課題。目前,有研究表明,開發(fā)和設(shè)計(jì)具有多孔結(jié)構(gòu)、大比表面積的氧化物半導(dǎo)體,是改善材料化學(xué)傳感特性的有效方案之一。本論文以多孔Sn O2納米材料的制備為主線,分別采用軟模板法和硬模板法合成了不同形貌的Sn O2納米材料,并對(duì)其氣敏性能進(jìn)行了研究。另外,本論文還分別采用水熱法成功地合成了錫酸鋅(Zn2Sn O4)納米材料。主要研究結(jié)果如下:1.采用軟模板法,利用四氯化錫(Sn C l4?5H2O)為錫源,十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,合成介孔Sn O2納米材料,并考察了不同的煅燒溫度對(duì)所合成材料的形貌及氣敏性能的影響。結(jié)果表明,400℃煅燒條件下合成的介孔Sn O2材料具有良好的結(jié)晶度。而在200℃煅燒條件下合成的介孔Sn O2材料呈現(xiàn)出了良好的響應(yīng)和恢復(fù)性能,與Sn O2納米顆粒相比呈現(xiàn)出了更好的氣敏靈敏度。同時(shí),在200℃的氣敏測(cè)試溫度下,與CO,H2,汽油和丙酮比較中,本實(shí)驗(yàn)合成的介孔Sn O2材料對(duì)乙醇具有良好的選擇性。2.采用硬模板法,以自制的介孔二氧化硅(MCM-41)為硬模板,氯化亞錫(Sn Cl2?2H2O)為錫源,通過浸漬法合成Sn O2納米顆粒。本實(shí)驗(yàn)制備的Sn O2納米顆粒氣敏測(cè)試的最佳溫度為160℃,對(duì)乙醇具有良好的選擇性,隨著氣體濃度的提高,氣敏的靈敏度也逐步遞增,且氣敏的穩(wěn)定性較好。3.分別利用兩種不同的錫源,通過考察水熱反應(yīng)溫度、不同堿源、p H值和表面活性劑等一系列實(shí)驗(yàn)參數(shù),最終得到了Zn2Sn O4納米材料的最優(yōu)合成條件。以五水合氯化錫(Sn Cl4?5H2O)為錫源時(shí),與醋酸鋅(Zn(Ac)2?2H2O)反應(yīng),對(duì)反應(yīng)溫度的要求比較高,在200℃的高溫水熱條件下才能合成出較純相的Zn2Sn O4。以錫酸鈉(Na2Sn O3?3H2O)為錫源時(shí),與醋酸鋅(Zn(Ac)2?2H2O)反應(yīng),對(duì)反應(yīng)溫度的要求相對(duì)比較低,在160-180℃的水熱條件下就能合成出純相的Zn2Sn O4,且與前一種產(chǎn)品相比,形貌更為均一。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ134.32;TB383.1


本文編號(hào)：2727968