發(fā)布時間：2021-11-07 05:24

　　隨著社會的不斷進(jìn)步、人們生活水平的不斷改善,人們越發(fā)的關(guān)注身邊的環(huán)境安全及自己的身心健康。傳感器作為信息獲取的重要器件,成為現(xiàn)代科技的一大產(chǎn)業(yè)。氣體傳感器作為傳感器的一個重要分支,在大氣監(jiān)測、防災(zāi)報警、食品安全和醫(yī)療診斷等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。氣敏材料是氣體傳感器的核心部分,是影響氣體傳感器性能的一個重要因素,其中金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器因制備簡單、價格低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點得到了人們的廣泛關(guān)注。本論文主要從提高金屬氧化物半導(dǎo)體材料的氣敏性能入手,圍繞氣體傳感器在檢測氣體時存在的各種問題。通過調(diào)控材料的微觀結(jié)構(gòu)、貴金屬修飾、元素?fù)诫s等手段來改進(jìn)氣敏材料的靈敏度、選擇性、工作溫度和穩(wěn)定性等性能指標(biāo),主要研究內(nèi)容如下:（1）提高氫氣傳感器在低溫下的靈敏度,采用一種簡單、高效的水熱方法制備了由一維納米棒組成的三維海膽狀的W18O49多層次結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)具有非常大的比表面積,這就促進(jìn)了氣體的吸附,同時提高氣體的擴(kuò)散速率,使得器件的靈敏度大幅提升。然后我們通過簡單的攪拌方法在其表面修飾上貴金屬Pd納米顆粒,利用Pd對氫氣的催化作用進(jìn)一步優(yōu)化W18049對氫氣的氣敏性能。（2）利用水熱合成的方法制備... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?（ａ）氣敏元件的示意圖，（ｂ）氣敏元件的實物圖??

到特定體積的氣瓶內(nèi)配置成一定濃度的氣體備用；通過調(diào)控加熱電壓將器件加熱??到一定溫度，降插有傳感器的測試棒迅速放入到氣瓶中，傳感器的實時響應(yīng)將以??電阻或電導(dǎo)的變化曲線展示在測試軟件中，測試儀器如圖２－２所示。??圖２－２高精度氣體傳感器的測試裝置圖??圖２－３是傳感器的測試原理示意圖，Ｖ。為測試電壓，即回路的總電壓，Ｒｓ??為傳感器等效電阻，Ｒｔ為加熱電阻，在電路中通過調(diào)節(jié)加熱電壓Ｖｈ設(shè)定氣敏元??件對應(yīng)工作溫度，Ｖ。為信號電壓，通過信號電壓的變化反應(yīng)氣敏元件的氣敏性??能。通過以上這些數(shù)據(jù)，我們可以計算出傳感器的電阻，計算公式如下：??Ｒｓ?＝?ＶｃＲｌ／Ｖ０?－?ｒｌ??１８??

保福希幔蠱?宕?釁韉鬧票訃捌潿裕齲財?宓募觳猓崳?火，如圖３－１的ＸＲＤ結(jié)果表明，在４００°Ｃ的退火溫度下Ｗ１８０４９將轉(zhuǎn)變?yōu)椋祝埃场??因此，在本次實驗中選擇３００°Ｃ和４００°Ｃ退火溫度分別得到Ｐｄ－Ｗ１８０４９和Ｐｄ－Ｗ０３。??Ｌ?４５０?Ｖ??一?Ｊ?ＬａＡ＾Ａ?＾?－??＾?ｎｌ?４００?－ｃ??＾?Ｊ??????？ｔ?３５０?＾??ＪＷ?丄ｒｉｒｎ—?３００?ｒ??ｊＷ．?２５０１：；??２０?４０?６０?８０??２０?（ｄｅｇｒｅｅ）??圖３－１?ＷＩ８０４９經(jīng)過不同的溫度退火后的ＸＲＤ圖譜??３．３頭驗結(jié)果和分析??３．３．１材料表征??圖３－２展示的Ｗ１８０４９樣品的Ｘ射線衍射（ＸＲＤ）花樣，圖中曲線的衍??射峰對應(yīng)的數(shù)值代表該衍射峰對應(yīng)的晶面，與標(biāo)準(zhǔn)的ＪＣＰＤＳ卡片對照可知，??所有衍射峰都可以對應(yīng)于單斜相的Ｗ１８０４９?（ＪＣＰＤＳ標(biāo)準(zhǔn)卡片號為７１２４５０），??沒有其他的雜質(zhì)峰，這表明我們合成的Ｗ１８０４９納米材料純度很高。于此同時，??材料的拉曼光譜（圖３－３）中的所有峰也和典型的Ｗ１８０４９拉曼光譜契合的非常好。??在低波長區(qū)域的２６３和３２６?ｃｒｒＴ１峰歸功于０－Ｗ－０鍵彎模；高波長區(qū)域的７０６和??２２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣體傳感器的分類和應(yīng)用[J]. 王勝權(quán),張勁,劉小旭.  科技致富向?qū)? 2011(20)
[2]高能球磨法在納米材料研究中的應(yīng)用[J]. 韓兵強(qiáng),李楠.  耐火材料. 2002(04)
[3]TiO2薄膜氧敏元件的研究與發(fā)展[J]. 田立強(qiáng),潘國峰,趙彥曉,王靜,孫以材.  傳感器世界. 2002(07)
[4]納米氣敏粉體的制備技術(shù)[J]. 徐甲強(qiáng),李金鳳,陳玉萍,田志壯.  鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 1999(02)
[5]溶膠凝膠法制備的ZnO氣敏薄膜[J]. 潘素瑛,梅森.  傳感器技術(shù). 1993(03)
[6]用溶膠-凝膠法制備的納米 TiO2粉末的結(jié)構(gòu)[J]. 羅菊,丁星兆,程黎放,馬學(xué)鳴,董遠(yuǎn)達(dá).  材料科學(xué)進(jìn)展. 1993(01)
[7]溶膠-凝膠科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J]. 李彬.  儀表材料. 1990(05)



本文編號：3481246