本文采用水熱法制備SnO₂納米結(jié)構(gòu),采用Sm對(duì)其進(jìn)行摻雜處理,并檢測(cè)了材料的組織及氣敏特性。結(jié)果表明:Sm摻雜前后,試樣中均形成了具有良好結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SnO₂;摻雜稀土Sm對(duì)納米棒生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用,摻雜4%與6%Sm的產(chǎn)物晶相結(jié)構(gòu)中生成了Sm₂Sn₂O₇相,摻雜6%Sm時(shí)形成的納米棒尺寸變得更加細(xì)小;隨著摻雜Sm的原子分?jǐn)?shù)增大,元件測(cè)試異丙醇的靈敏度不斷提升;SnO₂在空氣中發(fā)生老化導(dǎo)致SnO₂阻值降低,表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏特性。 

【文章來(lái)源】：粉末冶金工業(yè). 2020,30(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

元件測(cè)試電路結(jié)構(gòu)

圖2為加入Sm元素原子分?jǐn)?shù)分別為0、2%、4%、6%時(shí)氣敏材料SnO2納米結(jié)構(gòu)的XRD測(cè)試圖譜，可觀察到，摻雜前后都形成了尖銳的反射峰，表明試樣中具有良好結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SnO2，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比可知，摻雜后形成了與金紅石型SnO2具有相同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。稀土加入量為2%時(shí)，試樣晶體結(jié)構(gòu)仍屬于SnO2結(jié)構(gòu)，未生成新衍射峰，表明Sm3+已溶入到了SnO2金紅石結(jié)構(gòu)中，未使SnO2晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。含有4%與6%Sm的產(chǎn)物晶相結(jié)構(gòu)中生成了Sm2Sn2O7相，可能是由于Sm加入量增大后，SnO2達(dá)到了飽和狀態(tài)，多余Sm原子與SnO2反應(yīng)生成新的Sm2Sn2O7相。同時(shí)，加入Sm摻雜的試樣比未加入Sm的試樣出現(xiàn)了（002）晶面衍射峰強(qiáng)度減小的現(xiàn)象，由此可以推斷，加入稀土元素會(huì)減弱試樣晶體點(diǎn)陣的有序性。同時(shí)，稀土Sm對(duì)SnO2的摻雜對(duì)晶粒生長(zhǎng)起到抑制作用。圖3為加入6%Sm的氣敏材料SnO2納米結(jié)構(gòu)的XRD圖譜，由圖可知，試樣表面除了含有O與Sn兩種元素，還檢測(cè)出Sm元素，表明稀土元素Sm已摻入SnO2內(nèi)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，實(shí)際Sm原子分?jǐn)?shù)僅為0.74%，低于設(shè)定的摻雜量，原因可能是摻雜階段稀土Sm和SnO2前驅(qū)體溶液并未均勻混合，存在部分團(tuán)聚的現(xiàn)象，造成實(shí)際測(cè)試結(jié)果偏低。

圖3為加入6%Sm的氣敏材料SnO2納米結(jié)構(gòu)的XRD圖譜，由圖可知，試樣表面除了含有O與Sn兩種元素，還檢測(cè)出Sm元素，表明稀土元素Sm已摻入SnO2內(nèi)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，實(shí)際Sm原子分?jǐn)?shù)僅為0.74%，低于設(shè)定的摻雜量，原因可能是摻雜階段稀土Sm和SnO2前驅(qū)體溶液并未均勻混合，存在部分團(tuán)聚的現(xiàn)象，造成實(shí)際測(cè)試結(jié)果偏低。圖4為摻雜后的SnO2納米結(jié)構(gòu)的SEM微觀形貌。未添加Sm的試樣中可以清晰看到SnO2納米結(jié)構(gòu)為六瓣花瓣?duì)�，納米花發(fā)生了輕微團(tuán)聚，同時(shí)在花瓣表面生成了較多細(xì)小納米棒。隨著Sm摻雜量的增加，SnO2納米結(jié)構(gòu)中納米棒尺寸變得更加細(xì)小，摻雜稀土Sm對(duì)納米棒生長(zhǎng)產(chǎn)生了明顯的抑制，從而獲得更大的比表面，提升氣敏測(cè)試精度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯/SnO2納米纖維復(fù)合材料的制備及吸波性能的研究[J]. 周小文,王志國(guó),王倩,賈立穎,許琛,黃可淼,胡國(guó)輝,熊君,劉榮明,李炳山.  金屬功能材料. 2019(02)
[2]多孔過(guò)渡金屬化合物納米材料研究進(jìn)展[J]. 段嗣斌,成明,王榮明.  金屬功能材料. 2018(06)
[3]SnO2/Bi2MoO6復(fù)合光催化劑的制備及可見(jiàn)光催化性能研究[J]. 劉海津,杜翠偉,魏丹丹,宿于朝,王瑜謙.  河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(05)
[4]Y,Zr,Nb摻雜SnO2電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[J]. 伏春平,孫凌濤.  原子與分子物理學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]花狀SnO2納米棒陣列的制備與氣敏性能研究[J]. 杜國(guó)芳,蔡彥,單長(zhǎng)吉,艾鵬,馬殿旭.  電子元件與材料. 2018(06)
[6]SnO2光催化材料的研究進(jìn)展[J]. 李俊,賈慶明,姚凱利,蘇嵐.  化工新型材料. 2018(06)
[7]In摻雜含氧空位的SnO2的第一性原理研究[J]. 雷博程,夏桐,劉丹楓,劉桂安,趙璨,張麗麗.  伊犁師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[8]SnO2傳感器表面微結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其氣敏性能研究[J]. 周祥青,李梓蒙,劉晨,詹奇翔.  云南化工. 2018(04)
[9]SnO2-Zn2SnO4與SrTiO3壓敏-電容雙功能陶瓷電學(xué)性能對(duì)比研究[J]. 臧國(guó)忠,王曉飛,李立本,王丹丹.  功能材料. 2018(04)
[10]C-Nb共摻雜SnO2電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[J]. 張東,伏春平,夏繼宏.  原子與分子物理學(xué)報(bào). 2018(02)



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