貴金屬/金屬氧化物/石墨烯復合材料及其敏感性能研究
發(fā)布時間:2021-08-03 09:54
人與大氣的關系,猶如魚與水。伴隨著工業(yè)水平的不斷提升,空氣質量越發(fā)的降低,空氣污染對人的傷害越發(fā)嚴重,降低消除空氣污染刻不容緩。目前,在國家環(huán)保部公布的主要空氣污染物中排在第一的是PM2.5,其次便是揮發(fā)性有機物(VOCs)。VOCs是產生臭氧污染和光化學污染的主要污染源,是大氣污染的一個重要組成部分。故對其實施檢測控制是治理大氣污染的一個重要途徑。由于價格便宜、易制成、體積輕小等優(yōu)點,使得金屬氧化物傳感器在氣敏領域擁有很大的應用市場。但其運行環(huán)境需要較高的溫度、選擇性不好、檢測下限高等問題,也嚴重阻礙了金屬氧化物傳感器在高要求檢測領域的應用。隨著制備工藝的不斷進步以及新型材料的出現(xiàn),如材料的納米化技術和近年來新發(fā)現(xiàn)石墨烯材料等,都為半導體式氣體傳感器在精準檢測領域更廣泛的應用提供了可能。尤其是石墨烯材料,其擁有非常好的物理特性和較穩(wěn)定的化學性質,使其在開發(fā)新型氣敏元件方面有著廣闊的應用前景。本文以貴金屬/金屬氧化物/石墨烯三元納米復合材料及其敏感特性為研究對象,并分析了其敏感機制。貴金屬材料我們以常見的Au、Ag為實驗材料,金屬氧化物選Sn02為實驗材料,材料中的石墨烯是使用改進的H...
【文章來源】:安徽工程大學安徽省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 石墨烯概述
1.1.1 石墨烯的結構和性能
1.1.2 石墨烯的制備方法
1.1.3 石墨烯的應用
1.2 氣敏傳感器概述
1.2.1 氣體傳感器的分類
1.2.2 半導體氣體傳感器的敏感機制
1.3 改善金屬氧化物氣敏性能的有效途徑
1.3.1 加入添加劑
1.3.2 控制敏感材料的微細結構
1.3.3 表面修飾
1.3.4 與石墨烯復合
1.4 金屬氧化物氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀
1.4.1 發(fā)展方向
1.4.2 研究難點
1.5 本論文選題依據(jù)和研究思路
1.6 研究內容
第二章 實驗過程及原理
2.1 實驗試劑及儀器設備
2.2 半導體氣敏元件的特征參數(shù)
2.3 氧化石墨烯及試驗用氣敏材料的制備
2.4 材料的表征儀器及原理
2.4.1 透射電子顯微鏡
2.4.2 X射線能譜儀
2.5 氣體傳感器的制備及測試裝置
2.5.1 氣體傳感器的制備
2.5.2 測試裝置
2.6 貴金屬/金屬氧化物/石墨烯的氣敏機制
2.7 本章小結
第三章 Ag/SnO_2/G復合材料的表征及氣敏特性
3.1 引言
3.2 Ag/SnO_2/G復合材料的表征
3.3 結果與討論
3.3.1 Ag/SnO_2/G-2復合材料的工作溫度
3.3.2 摻雜Ag量對氣敏性能的影響
3.3.3 Ag/SnO_2/G-2復合材料的選擇性
3.3.4 Ag/SnO_2/G-2即時響應情況
3.3.5 與SnO_2/G復合材料的類比
3.4 本章小結
第四章 Ag/SnO_2/G復合材料的表征及氣敏特性
4.1 引言
4.2 Ag/SnO_2/G復合材料的表征
4.3 結果與討論
4.3.1 Ag/SnO_2/G-2復合材料的工作溫度
4.3.2 摻雜Au量對氣敏性能的影響
4.3.3 Ag/SnO_2/G-2即時響應情況
4.3.4 Au/SnO_2/G-2復合材料的選擇性
4.3.5 與SnO_2/G復合材料的類比
4.4 本章小結
第五章 結論與展望
5.1 結論
5.2 主要創(chuàng)新點
5.3 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]NiO-SnO2納米材料對H2的氣敏特性[J]. 黃雙龍. 黑龍江冶金. 2015(06)
[2]PdO,Au,CdO修飾SnO2納米纖維的制備及其氣敏特性[J]. 胡瑞金,王兢,朱慧超. 物理化學學報. 2015(10)
[3]Ag摻雜SnO2氣敏元件性能的研究[J]. 侯振雨,李蕓嶺,李延方,張懿博,李麗. 化工新型材料. 2015(01)
[4]水熱法制備石墨烯-SnO2復合材料的甲醛與乙醇敏感性能的研究[J]. 胡如雪,儲向峰,白林山,董永平. 安徽工業(yè)大學學報(自然科學版). 2014(04)
[5]單晶多孔ZnO納米片的制備、表征及氣敏性能研究[J]. 劉潔,唐新村,王志敏,余曉靜,張亮,肖元化. 無機化學學報. 2012(11)
[6]氧化石墨烯的制備及其對NH3的敏感特性研究[J]. 孫宇峰,劉少波,李會華,王萍,孟凡利,陳翌慶. 功能材料. 2012(06)
[7]石墨烯的制備研究進展[J]. 袁小亞. 無機材料學報. 2011(06)
[8]石墨烯應用研究進展[J]. 張文毓,全識俊. 傳感器世界. 2011(05)
[9]貴金屬修飾納米In2O3的制備及應用[J]. 桂陽海,崔瑞立,方燦祥,田俊峰. 儀表技術與傳感器. 2011(02)
[10]金修飾ZnO納米棒陣列制備及對甲醛氣敏性能[J]. 陳偉良,尹靜,黃春舒,王學偉,袁志好,別利劍. 無機化學學報. 2010(04)
本文編號:3319413
【文章來源】:安徽工程大學安徽省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 石墨烯概述
1.1.1 石墨烯的結構和性能
1.1.2 石墨烯的制備方法
1.1.3 石墨烯的應用
1.2 氣敏傳感器概述
1.2.1 氣體傳感器的分類
1.2.2 半導體氣體傳感器的敏感機制
1.3 改善金屬氧化物氣敏性能的有效途徑
1.3.1 加入添加劑
1.3.2 控制敏感材料的微細結構
1.3.3 表面修飾
1.3.4 與石墨烯復合
1.4 金屬氧化物氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀
1.4.1 發(fā)展方向
1.4.2 研究難點
1.5 本論文選題依據(jù)和研究思路
1.6 研究內容
第二章 實驗過程及原理
2.1 實驗試劑及儀器設備
2.2 半導體氣敏元件的特征參數(shù)
2.3 氧化石墨烯及試驗用氣敏材料的制備
2.4 材料的表征儀器及原理
2.4.1 透射電子顯微鏡
2.4.2 X射線能譜儀
2.5 氣體傳感器的制備及測試裝置
2.5.1 氣體傳感器的制備
2.5.2 測試裝置
2.6 貴金屬/金屬氧化物/石墨烯的氣敏機制
2.7 本章小結
第三章 Ag/SnO_2/G復合材料的表征及氣敏特性
3.1 引言
3.2 Ag/SnO_2/G復合材料的表征
3.3 結果與討論
3.3.1 Ag/SnO_2/G-2復合材料的工作溫度
3.3.2 摻雜Ag量對氣敏性能的影響
3.3.3 Ag/SnO_2/G-2復合材料的選擇性
3.3.4 Ag/SnO_2/G-2即時響應情況
3.3.5 與SnO_2/G復合材料的類比
3.4 本章小結
第四章 Ag/SnO_2/G復合材料的表征及氣敏特性
4.1 引言
4.2 Ag/SnO_2/G復合材料的表征
4.3 結果與討論
4.3.1 Ag/SnO_2/G-2復合材料的工作溫度
4.3.2 摻雜Au量對氣敏性能的影響
4.3.3 Ag/SnO_2/G-2即時響應情況
4.3.4 Au/SnO_2/G-2復合材料的選擇性
4.3.5 與SnO_2/G復合材料的類比
4.4 本章小結
第五章 結論與展望
5.1 結論
5.2 主要創(chuàng)新點
5.3 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]NiO-SnO2納米材料對H2的氣敏特性[J]. 黃雙龍. 黑龍江冶金. 2015(06)
[2]PdO,Au,CdO修飾SnO2納米纖維的制備及其氣敏特性[J]. 胡瑞金,王兢,朱慧超. 物理化學學報. 2015(10)
[3]Ag摻雜SnO2氣敏元件性能的研究[J]. 侯振雨,李蕓嶺,李延方,張懿博,李麗. 化工新型材料. 2015(01)
[4]水熱法制備石墨烯-SnO2復合材料的甲醛與乙醇敏感性能的研究[J]. 胡如雪,儲向峰,白林山,董永平. 安徽工業(yè)大學學報(自然科學版). 2014(04)
[5]單晶多孔ZnO納米片的制備、表征及氣敏性能研究[J]. 劉潔,唐新村,王志敏,余曉靜,張亮,肖元化. 無機化學學報. 2012(11)
[6]氧化石墨烯的制備及其對NH3的敏感特性研究[J]. 孫宇峰,劉少波,李會華,王萍,孟凡利,陳翌慶. 功能材料. 2012(06)
[7]石墨烯的制備研究進展[J]. 袁小亞. 無機材料學報. 2011(06)
[8]石墨烯應用研究進展[J]. 張文毓,全識俊. 傳感器世界. 2011(05)
[9]貴金屬修飾納米In2O3的制備及應用[J]. 桂陽海,崔瑞立,方燦祥,田俊峰. 儀表技術與傳感器. 2011(02)
[10]金修飾ZnO納米棒陣列制備及對甲醛氣敏性能[J]. 陳偉良,尹靜,黃春舒,王學偉,袁志好,別利劍. 無機化學學報. 2010(04)
本文編號:3319413
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