隨著氫氣在人們?nèi)粘Ｉ钪械钠毡閼?yīng)用,對(duì)于氫氣傳感器的研制就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的基于金屬氧化物半導(dǎo)體的電阻型氫氣傳感器的研究有很多,其發(fā)展也十分迅速,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也存在一定的局限,比如體電阻過(guò)大、靈敏度較低以及選擇性差等。本文以WO₃為基礎(chǔ)材料,通過(guò)引入多壁碳納米管（MWCNTs）,利用其優(yōu)良的導(dǎo)電性能來(lái)降低材料的體電阻,進(jìn)而提高材料的靈敏度。由于Pd對(duì)氫氣具有較強(qiáng)的吸附性,所以在敏感材料中摻入Pd以增強(qiáng)其對(duì)氫氣的選擇性。本文采用溶膠凝膠法對(duì)Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合材料進(jìn)行制備。采用了兩次涂膜的方式,首先對(duì)WO₃/MWCNTs薄膜進(jìn)行制備,然后將Pd摻雜的WO₃薄膜制作在其上方,這樣可以將碳納米管完全覆蓋在薄膜下方,避免了其與水汽的接觸,可以使其充分的進(jìn)行電荷傳輸,進(jìn)而降低材料的體電阻。分別對(duì)WO₃薄膜、Pd摻雜的WO₃薄膜和Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合材料的初始電流值進(jìn)行了測(cè)量,發(fā)現(xiàn)摻入MWCN... 

【文章來(lái)源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
3概述">    1.2 WO₃概述
3的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)">        1.2.1 WO₃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
3氣敏性能的研究現(xiàn)狀">        1.2.2 WO₃氣敏性能的研究現(xiàn)狀
    1.3 碳納米管概述
        1.3.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)與性能
        1.3.2 碳納米管的改性
        1.3.3 碳納米管氣敏性能的研究現(xiàn)狀
3/CNTs復(fù)合材料的合成及應(yīng)用">    1.4 WO₃/CNTs復(fù)合材料的合成及應(yīng)用
    1.5 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 薄膜的制備與表征
    2.1 制備方法及方案設(shè)計(jì)
        2.1.1 溶膠凝膠法
        2.1.2 制備方案設(shè)計(jì)
    2.2 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
        2.2.1 前驅(qū)體工藝的選擇
        2.2.2 試劑與儀器
        2.2.3 襯底預(yù)處理
3薄膜的制備和表征">    2.3 納米WO₃薄膜的制備和表征
3前驅(qū)體溶膠的配制">        2.3.1 WO₃前驅(qū)體溶膠的配制
3薄膜的制備">        2.3.2 WO₃薄膜的制備
3薄膜的SEM表征">        2.3.3 納米WO₃薄膜的SEM表征
3薄膜的制備和表征">    2.4 Pd摻雜的WO₃薄膜的制備和表征
3薄膜的制備">        2.4.1 Pd摻雜的WO₃薄膜的制備
3薄膜的SEM表征">        2.4.2 Pd摻雜的WO₃薄膜的SEM表征
3/MWCNTs薄膜的制備和表征">    2.5 WO₃/MWCNTs薄膜的制備和表征
        2.5.1 碳納米管的純化
3/MWCNTs薄膜的制備">        2.5.2 WO₃/MWCNTs薄膜的制備
3/MWCNTs薄膜的SEM表征">        2.5.3 WO₃/MWCNTs薄膜的SEM表征
3/MWCNTs復(fù)合薄膜的制備和表征">    2.6 Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合薄膜的制備和表征
3/MWCNTs復(fù)合薄膜的制備">        2.6.1 Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合薄膜的制備
3/MWCNTs復(fù)合薄膜的AFM表征">        2.6.2 Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合薄膜的AFM表征
3/MWCNTs復(fù)合薄膜的XRD表征">        2.6.3 Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合薄膜的XRD表征
    2.7 本章小結(jié)
第3章 氣敏機(jī)理與傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3敏感材料的工作原理">    3.1 WO₃敏感材料的工作原理
3敏感材料的氣敏機(jī)理">        3.1.1 WO₃敏感材料的氣敏機(jī)理
3敏感材料的吸附原理">        3.1.2 WO₃敏感材料的吸附原理
3/MWCNTs復(fù)合材料的氣敏機(jī)理">    3.2 Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合材料的氣敏機(jī)理
    3.3 傳感器芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 傳感器的芯片結(jié)構(gòu)
        3.3.2 叉指電極的設(shè)計(jì)
        3.3.3 傳感器芯片制作的工藝流程
    3.4 本章小結(jié)
3/MWCNTs復(fù)合材料氣敏性能測(cè)試">第4章 Pd-WO₃/MWCNTs復(fù)合材料氣敏性能測(cè)試
    4.1 氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)的建立
        4.1.1 測(cè)試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
        4.1.2 傳感器氣敏測(cè)試流程
    4.2 最佳摻雜量的選擇
        4.2.1 Pd摻雜量對(duì)氣敏性能的影響
        4.2.2 MWCNTS摻雜量對(duì)氣敏性能的影響
    4.3 傳感器氣敏性能測(cè)試
        4.3.1 退火溫度對(duì)氣敏性能的影響
        4.3.2 氣敏材料工作溫度測(cè)試
        4.3.3 初始電流值的測(cè)量
        4.3.4 氣敏材料靈敏度測(cè)試
        4.3.5 氣敏材料選擇性測(cè)試
        4.3.6 傳感器響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間測(cè)試
        4.3.7 傳感器的重復(fù)性測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氫氣傳感器的研究進(jìn)展[J]. 劉俊峰,陳侃松,王愛(ài)敏,顧豪爽,劉華容.  傳感器與微系統(tǒng). 2009(08)
[2]WO3薄膜的制備及氣敏特性研究進(jìn)展[J]. 張召濤,楊曉紅,馬勇,穆建國(guó).  材料導(dǎo)報(bào). 2007(S3)
[3]溶膠-凝膠法制備WO3電致變色薄膜的研究進(jìn)展[J]. 孫宇峰,孟凡利,黃行九,王連超,劉錦淮.  安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(03)

博士論文
[1]WO3基氣敏傳感器薄膜材料的性質(zhì)及應(yīng)用研究[D]. 楊曉紅.重慶大學(xué) 2008

碩士論文
[1]碳納米管分散性的研究[D]. 趙展.東華大學(xué) 2014
[2]NiO和WO3互補(bǔ)型電致變色薄膜及器件的制備與性能[D]. 田健.浙江工業(yè)大學(xué) 2011
[3]溶膠—凝膠法制備氧化鎢電致變色膜的研究[D]. 王艷霞.天津大學(xué) 2009
[4]碳納米管改性及其在復(fù)合材料中的應(yīng)用研究[D]. 曾祥兵.湖南大學(xué) 2005



本文編號(hào)：2917280