本文關(guān)鍵詞：鎳基復(fù)合材料的可控制備及其氣敏性能研究

  更多相關(guān)文章： α-Ni(OH)_2/CB復(fù)合材料 NiO/CuO復(fù)合材料 NO_2 氣敏傳感

【摘要】：本文采用簡單的回流及水熱等方法制備合成了高度介孔的三維花狀α-Ni(OH)_2/碳黑(CB)復(fù)合材料和多孔的二維氧化鎳復(fù)合氧化銅(NiO/CuO)納米材料。首先,以十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)為表面活性劑,鎳(Ni(NO_3)_2·6H_2O)為基底,引入沉淀劑尿素(CO(NH_2)_2),調(diào)控加入不同質(zhì)量的碳黑(CB),首次合成了以碳黑復(fù)合Ni(OH)_2的三維多孔花狀納米結(jié)構(gòu)。在室溫條件下,對摻雜不同含量碳黑(CB)的樣品進(jìn)行了氣敏性能檢測,并重點探討三維多級結(jié)構(gòu)中三維花狀納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和表面活性劑的作用,研究了三維多孔結(jié)構(gòu)與NiOH層間結(jié)構(gòu)對NO_2氣敏性能的影響以及碳黑在復(fù)合材料中所起的作用。結(jié)果表明:三維花狀結(jié)構(gòu)是由α-Ni(OH)_2納米薄片層層堆疊組裝起來的,納米片的SEM或TEM電鏡結(jié)果,主要是指厚度,納米粒子尺度、大小等。碳黑的高電導(dǎo)率以及材料的多孔結(jié)構(gòu)使得復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和氣體的傳輸能力得到了顯著的提高,進(jìn)而有效的提高了材料對NO_2的氣敏特性和使用壽命。其次,在不使用表面活性劑的條件下,利用水熱-回流-煅燒的方法合成了二維片狀多孔NiO復(fù)合CuO納米材料。對納米片生長過程的研究發(fā)現(xiàn),通過調(diào)節(jié)鎳銅比,可以使兩種材料緊密而有效的結(jié)合,生成具有高比表面積的片狀多孔結(jié)構(gòu);進(jìn)而有效而快速的提高了電子轉(zhuǎn)移效率。室溫條件下對NO_2的氣敏性能測試顯示,NiCu_1復(fù)合材料對100ppm的NO_2響應(yīng)為79.16%,響應(yīng)時間為2s,最低檢測限可達(dá)1ppm。綜上所述,高度介孔的三維花狀α-Ni(OH)2/CB復(fù)合材料和多孔二維NiO/CuO片層納米材料,在室溫下對NO_2氣體具有高的靈敏度、快速的響應(yīng)時間、較低的檢測限和優(yōu)秀的穩(wěn)定性,在傳感器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：α-Ni(OH)_2/CB復(fù)合材料 NiO/CuO復(fù)合材料 NO_2 氣敏傳感
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;X851
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鎳基納米材料的概述10-14
• 1.2.1 鎳基納米材料的研究進(jìn)展10-12
• 1.2.2 鎳基納米材料的合成方法介紹12-13
• 1.2.3 鎳基納米材料的應(yīng)用13-14
• 1.3 碳黑簡介14-16
• 1.3.1 碳黑的性質(zhì)14
• 1.3.2 碳黑的研究進(jìn)展14-15
• 1.3.3 碳黑的應(yīng)用15-16
• 1.4 氧化銅概述16-19
• 1.4.1 氧化銅的結(jié)構(gòu)16
• 1.4.2 氧化銅的制備方法16-18
• 1.4.3 氧化銅的應(yīng)用18-19
• 1.5 氣體傳感器概述19-21
• 1.5.1 氣體傳感器的研究現(xiàn)狀19
• 1.5.2 氣敏傳感器的工作原理19-20
• 1.5.3 氣體傳感器的應(yīng)用與挑戰(zhàn)20-21
• 1.6 研究意義和內(nèi)容21-23
• 1.6.1 選題背景及研究意義21-22
• 1.6.2 論文的主要內(nèi)容22-23
• 第2章 實驗材料和表征方法23-29
• 2.1 實驗試劑23-24
• 2.2 實驗儀器24
• 2.3 表征方法及原理24-29
• 2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)24-25
• 2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)25
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡25
• 2.3.4 傅立葉變換紅外光譜25-26
• 2.3.5 比表面積測試(BET)26
• 2.3.6 X射線光電子能譜(XPS)26
• 2.3.7 熱重(TGA)26-27
• 2.3.8 電化學(xué)測試系統(tǒng)27
• 2.3.9 氣敏性能測試27-29
• 第3章 α-Ni(OH)_2/CB材料合成及NO_2氣敏性研究29-51
• 3.1 引言29-30
• 3.2 實驗部分30-32
• 3.2.1 三維花狀多孔鎳基復(fù)合碳黑材料的合成30
• 3.2.2 三維花狀多孔鎳基復(fù)合碳黑材料的氣敏測試30-32
• 3.3 結(jié)果與討論32-49
• 3.3.1 樣品的表征及分析32-41
• 3.3.2 NiCB材料材料的電化學(xué)性能測試41-43
• 3.3.3 NiCB材料NO_2氣敏性能測試43-47
• 3.3.4 NiCB材料的氣敏機(jī)理探討47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第4章 NiO/CuO復(fù)合材料的合成及NO_2氣敏性能研究51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 實驗部分51-52
• 4.2.1 NiO/CuO復(fù)合材料的合成51-52
• 4.2.2 NiO/CuO復(fù)合材料對NO_2的氣敏性能測試52
• 4.3 結(jié)果與討論52-65
• 4.3.1 樣品的表征與分析53-59
• 4.3.2 NiO/CuO復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試59-61
• 4.3.3 NiO/CuO復(fù)合材料對NO_2氣敏性能的研究61-64
• 4.3.4 NiO/CuO復(fù)合材料的氣敏機(jī)理討論64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉生;李姍;曹明;李樹靜;杜占;鄭建旭;蔣登高;;聚苯胺/鎢硅酸復(fù)合材料氣敏性能研究[J];河南化工;2012年03期

2 潘慶誼;徐甲強(qiáng);劉銘;王國喜;;α-Fe_2O_3超微粒的制備及其氣敏性能的研究[J];河南科學(xué);1990年02期

3 張?zhí)焓?沈瑜生;;鋅、錫復(fù)合氧化物的制備、相組成與氣敏性能的關(guān)系[J];功能材料;1993年05期

4 宋金玲;周長才;劉瑞平;蔡穎;張胤;;溶膠-凝膠法制備摻雜稀土的二氧化鈦及其對丙酮?dú)饷粜阅苎芯縖J];內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報;2012年03期

5 宋金玲;周長才;牟連維;郭冠銘;蔡穎;張胤;;溶膠-凝膠法制備摻雜稀土元素二氧化鈦及其氣敏性能[J];過程工程學(xué)報;2013年01期

6 陳思順,陳新華,丁明潔,牛新書;釔摻雜納米α-Fe_2O3_的合成及氣敏性能研究[J];電子元件與材料;2005年09期

7 陳思順;陳新華;丁明潔;牛新書;;摻雜合成納米α-Fe_2O_3粉體及其氣敏性能研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2006年03期

8 王燕;張戰(zhàn)營;曹建亮;路長;孫廣;王杰;;化學(xué)沉淀法制備納米α-Fe_2O_3及其氣敏性能研究[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

9 王曉玲,羅延齡,張寶旺,桑德文;聚乙二醇接枝炭黑納米導(dǎo)電復(fù)合材料氣敏性研究[J];江蘇化工;2004年01期

10 程知萱,李玲,陳海華,潘慶誼;摻雜納米NiO粉體材料的氣敏性能研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2004年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉杏芹;劉亞飛;高峰;;一種新型鎘銻氧化物復(fù)合材料的氣敏性能及其摻雜改性[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1998年

2 左霞;王彬;吳誼群;;八異戊氧基金屬萘酞菁配合物旋涂膜的氣敏性研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（7）[C];2007年

3 李堅;王元生;黃兆新;;納米氧化鐵粉體的制備和氣敏性能研究[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1998年

4 程知萱;李玲;陳海華;潘慶誼;;摻雜納米NiO粉體材料的氣敏性能研究[A];第八屆全國氣濕敏傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

5 董先明;羅穎;解麗娜;唐開聰;陳鑫玨;;炭黑/聚乙二醇/聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合材料的導(dǎo)電性能與氣敏性能研究[A];2007年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2007年

6 李玲;祁晴晴;張樂喜;別利劍;;花狀分級結(jié)構(gòu)α-Fe_2O_3微球的制備及其氣敏性能[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

7 楊曉娟;沈水發(fā);劉爾生;楊素苓;陳耐生;黃金陵;;鐵酸鹽系列納米晶的制備及其氣敏性[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1998年

8 劉婧媛;陳曉爽;景曉燕;;三維花狀氧化鋅的可控合成及其氣敏性能研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

9 劉錦淮;孟凡利;劉金云;;半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的氣敏性能與納米整流器件研究[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 潘慶誼;張劍平;程知萱;董曉雯;王廷富;;紡錘形納米γ-Fe_2O_3的氣敏性能[A];第六屆全國氣濕敏傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林櫟陽;半導(dǎo)體NiO及其復(fù)合氧化物的水熱合成及電化學(xué)與氣敏性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 李超;氧化物半導(dǎo)體納米材料的合成、改性及氣敏性能研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 鄔洪源;納米二氧化鈦基復(fù)合纖維的制備及氣敏性能研究[D];黑龍江大學(xué);2016年

4 劉繼江;氧化銦材料的形貌可控制備及其乙醇?xì)饷粜阅苎芯縖D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 高利蘋;氧化銦基納米材料的合成與氣敏性能研究[D];上海大學(xué);2016年

6 賈獻(xiàn)彬;一維寬禁帶半導(dǎo)體氣相沉積及氣敏性研究[D];河南大學(xué);2016年

7 葛春橋;金屬氧化物納米材料的濕法制備及其氣敏性能研究[D];華中科技大學(xué);2008年

8 謝英男;聚苯胺基復(fù)合材料的制備及其氣敏性能研究[D];鄭州大學(xué);2008年

9 秦楠;氧化鋅基納米材料的制備、氣敏性能研究及第一性原理計算[D];上海大學(xué);2014年

10 楊穎;氧化物與晶態(tài)碳異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及氣敏性能研究[D];黑龍江大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 祁晴晴;氧化鉬微結(jié)構(gòu)控制合成及氣敏性能[D];天津理工大學(xué);2015年

2 鄭輝;納米結(jié)構(gòu)氧化錫的離子熱合成及氣敏特性研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 王超;石墨稀負(fù)載p型-n型半導(dǎo)體氧化物及其氣敏性能研究[D];南京理工大學(xué);2015年

4 張肖妮;鎢氧化物納米材料的制備、改性及氣敏性能研究[D];大連海事大學(xué);2015年

5 黃海云;氧化鋅納米線的制備及其對痕量H_2S的氣敏性能研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

6 劉中興;金屬氧化物半導(dǎo)體對CO_2的氣敏性研究[D];山東大學(xué);2015年

7 宋明艷;金屬硫化物材料的制備、改性及氣敏性能研究[D];大連海事大學(xué);2015年

8 薛婕;氧化鋅表面結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其氣敏性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

9 趙楊波;改性提高氧化鋅納米晶體的氣敏性能及第一性原理計算[D];北京化工大學(xué);2015年

10 陳超;摻雜MoO_3納米晶體及MoO_3復(fù)合物的制備及其氣敏性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

，

本文編號：1101797