發(fā)布時間：2017-09-09 02:05

  本文關(guān)鍵詞：Pd納米多孔膜及Pd-Ag復(fù)合膜的制備與室溫氫敏性能研究

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【摘要】：氫氣(H_2)是一種清潔能源,廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、石化、電子、航空航天以及船舶等領(lǐng)域。但氫氣是一種易燃易爆的氣體,室溫下在空氣中的爆炸濃度極限為4.65%,因此,研究一種對氫氣快速響應(yīng)、安全可靠的傳感器具有重要的意義。鈀(Pd)是一種較好的儲氫材料,也是常用的室溫氫敏材料。針對傳統(tǒng)Pd膜傳感器室溫下對氫氣響應(yīng)速度慢、易產(chǎn)生氫脆等問題,本文采用磁控濺射方法結(jié)合退火工藝在硅片上制備了 Pd納米多孔膜及Pd-Ag復(fù)合膜,研究了退火溫度對Pd納米多孔膜的物相與形貌的影響,分析了 Pd納米多孔膜的室溫氫氣敏感特性和響應(yīng)機(jī)理。同時,也對Pd-Ag復(fù)合膜的室溫氫敏特性進(jìn)行了初步研究。獲得的主要結(jié)果如下:1、采用磁控濺射方法結(jié)合真空退火工藝,通過控制退火溫度獲得不同形貌的Pd納米多孔膜。結(jié)果表明,經(jīng)過200～400℃退火后樣品的物相沒有變化;隨退火溫度的升高,Pd衍射峰的半峰寬逐漸減小,樣品逐漸由Pd納米連續(xù)膜轉(zhuǎn)化為多孔膜;當(dāng)溫度升高至400℃時,表面粗糙度逐漸增大,獲得分散的、粒徑較大的Pd納米顆粒。2、采用金屬掩膜版制備間距為5 mm的Pt電極,構(gòu)成簡易的Pd納米多孔膜氫氣傳感器。相比于未退火的Pd連續(xù)膜,Pd納米多孔膜呈多孔結(jié)構(gòu),吸附能力更強,能加快吸放氫的速度而提高響應(yīng)和回復(fù)速率,表現(xiàn)出更優(yōu)異的室溫氫敏響應(yīng),響應(yīng)時間可達(dá)到12s,最大靈敏度因子相對較高達(dá)到20%,具有較好的重復(fù)性和選擇性。3、在制備Pd多孔膜的基礎(chǔ)上,采用磁控濺射方法制備了 Pd-Ag復(fù)合膜,研究了復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)和室溫氫敏性能。結(jié)果表明,引入適量的Ag能有效改提高Pd連續(xù)膜響應(yīng)速度并改善氫脆現(xiàn)象,獲得的Pd-Ag復(fù)合膜傳感器對濃度為0.8%的氫氣響應(yīng)時間縮短為9s,并且重復(fù)性較好,對于Pd基傳感器的實際應(yīng)用有重大意義。
【關(guān)鍵詞】：Pd多孔膜 Pd-Ag復(fù)合膜 磁控濺射 響應(yīng)速度 氫敏機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ116.2;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 氫氣傳感器簡介11-19
• 1.2.1 氫氣傳感器的類型12-17
• 1.2.2 氫氣傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域17-18
• 1.2.3 國內(nèi)外氫氣傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.3 貴金屬氫氣傳感器19-20
• 1.3.1 鈀、銀材料的簡介19-20
• 1.3.2 鈀復(fù)合膜氫氣傳感器20
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容20-22
• 第2章 Pd納米多孔膜及Pd-Ag復(fù)合膜的制備與表征22-30
• 2.1 實驗原材料與儀器22
• 2.2 材料的制備方法22-25
• 2.3 材料的表征方法25-29
• 2.3.1 物相分析25
• 2.3.2 形貌分析25-26
• 2.3.3 敏感響應(yīng)的測試方法26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 Pd納米多孔膜的制備與室溫氫敏性能研究30-40
• 3.1 退火溫度對Pd納米多孔膜物相和形貌的影響30-32
• 3.2 Pd納米多孔膜的室溫氫敏性能32-34
• 3.3 退火溫度對Pd納米多孔膜的室溫氫敏響應(yīng)的影響34-36
• 3.4 不同氫氣濃度對Pd納米多孔膜氫敏響應(yīng)的影響36-37
• 3.5 Pd納米多孔膜對氫氣響應(yīng)的重復(fù)性與選擇性37-38
• 3.6 氫氣敏感機(jī)理分析38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第4章 Pd-Ag復(fù)合膜的制備與室溫氫敏性能研究40-46
• 4.1 Pd-Ag復(fù)合膜的形貌分析40-42
• 4.2 Pd-Ag復(fù)合膜的室溫氫敏響應(yīng)42-43
• 4.3 Pd-Ag復(fù)合膜的室溫氫敏響應(yīng)重復(fù)性43-44
• 4.4 Pd-Ag復(fù)合膜在不同氫氣濃度下的室溫氫敏響應(yīng)44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 結(jié)論46-48
• 參考文獻(xiàn)48-53
• 附錄53-54
• 致謝54

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1 王昆福,俞守耕,任金玉,陳子榮;片式多層瓷介質(zhì)電容器用的Pd-Ag端電極漿料[J];貴金屬;1998年01期

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本文編號：817646