本文關(guān)鍵詞：錫基納米復(fù)合材料的制備及氣敏性能研究

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【摘要】：現(xiàn)如今,空氣污染越來越嚴重,為了人們的身體健康和生命安全,檢測和監(jiān)控空氣中的有毒有害氣體勢在必行。因此本文通過實驗方法為溶劑熱法制備三維花狀結(jié)構(gòu)的SnO2,然后以此作為基底進行摻雜金屬氧化物進行改性SnO2為氣體敏感材料進行研究,從而達到提高氣敏材料選擇性和靈敏度的目的。首先,通過溶劑熱的方法,制備出了呈三維花狀的二氧化錫氣敏材料,在室溫下對其NOx氣體的氣敏性能進行了研究表明:當(dāng)錫源加入量為0.5 g時,三維花狀二氧化錫被發(fā)現(xiàn)擁有優(yōu)異的氣敏性能,對97 ppm的NOx的氣體響應(yīng)最快,為9.3 s,靈敏度可以達到14.85,最低檢測線為0.485 ppm。其次,通過溶劑熱的方法,對二氧化錫進行加入銦的摻雜,合成出SIF系列樣品。通過掃描電鏡、投射電鏡、XRD以及電化學(xué)實驗等測試手段,對于氣敏傳感材料SIF系列進行表征。經(jīng)過檢測之后發(fā)現(xiàn),隨著銦源的引入,對于氮氧化物SIF系列樣品可以得到更高的氣敏性能對比純SnO2。實驗中測定當(dāng)摻雜量為50:1時,SIF-2具有較低的對于氮氧化物的檢測,為0.097 ppm,對97 ppmNOx的靈敏度提高到33。最后,利用銅摻雜改性的二氧化錫(SCF),當(dāng)摻雜量為30:1時,所得樣品靈敏度可以提高到90.05.響應(yīng)時間為16.6 s。在同Cu摻雜之后,氣敏性能是由于P-N結(jié)和肖特基勢壘之間的轉(zhuǎn)換和增強,同時影響了吸附氧和異質(zhì)結(jié)。這樣形成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)會促進材料內(nèi)部以及材料對于氣體分子之間的電子轉(zhuǎn)換,從一定程度上增加了氣體敏感材料的特性。通過溶劑熱法合成的二氧化錫以及對其進行摻雜改性的氣敏材料。在室溫下,對于氮氧化物氣體的二氧化錫氣體傳感器具有非常快速的響應(yīng),因此在傳感器領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：二氧化錫 銦摻雜 銅摻雜 NO_x 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;X831
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 引言9
• 1.2 氣體傳感器的概述9-16
• 1.2.1 氣敏傳感器的發(fā)展概況10-11
• 1.2.2 氣敏傳感器的分類11-12
• 1.2.3 氣敏傳感器的工作原理12-15
• 1.2.4 氣敏傳感器性能提高方法15-16
• 1.3 二氧化錫的概述16-22
• 1.3.1 二氧化錫的研究進展17-18
• 1.3.2 二氧化錫的合成方法介紹18-20
• 1.3.3 二氧化錫的應(yīng)用20-22
• 1.4 NO_x氣體敏感器研究分析22-23
• 1.5 選題背景及依據(jù)23-24
• 1.6 本論文的研究內(nèi)容24-25
• 第2章 實驗材料和表征方法25-33
• 2.1 實驗試劑25-26
• 2.2 實驗儀器26
• 2.3 表征方法26-33
• 2.3.1 X射線衍射技術(shù) (XRD)26-27
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡 (SEM)27
• 2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)27-28
• 2.3.4 比表面積測試 (BET)28
• 2.3.5 X射線光電子能譜 (XPS)28
• 2.3.6 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)28-29
• 2.3.7 電化學(xué)測試系統(tǒng)29-30
• 2.3.8 氣敏性能測試30-33
• 第3章 二氧化錫納米花的合成及NO_x氣敏性研究33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 實驗部分33-34
• 3.2.1 二氧化錫氣體敏感材料的合成33-34
• 3.2.2 二氧化錫氣體敏感材料NO_x氣敏性測試34
• 3.3 結(jié)果與討論34-46
• 3.3.1 二氧化錫納米花樣品的表征及分析34-40
• 3.3.2 二氧化錫納米粒子氣敏材料NO_x氣敏性能分析40-44
• 3.3.3 氣敏機理探討44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 銦摻雜二氧化錫納米材料的合成及NO_x氣敏性研究47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 實驗部分47-48
• 4.2.1 銦摻雜二氧化錫納米花的合成47-48
• 4.2.2 銦摻雜二氧化錫納米花對NO_x的氣敏性測試48
• 4.3 結(jié)果和討論48-64
• 4.3.1 SIF樣品的表征及分析48-57
• 4.3.3 SIF復(fù)合材料NO_x氣敏性能分析57-62
• 4.3.4 氣敏機理探討62-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第5章 氧化銅摻雜二氧化錫納米材料的合成及NO_x氣敏性研究65-81
• 5.1 引言65-66
• 5.2 實驗部分66-67
• 5.2.1 氧化銅摻雜二氧化錫納米材料(SCF)的合成66
• 5.2.2 氧化銅摻雜二氧化錫復(fù)合材料的NO_x的氣敏性測試66-67
• 5.3 結(jié)果和討論67-80
• 5.3.1 氧化銅摻雜的二氧化錫樣品的的結(jié)構(gòu)及表征67-73
• 5.3.3 氧化銅摻雜二氧化錫納米材料NO_x氣敏性能分析73-78
• 5.3.4 氣敏機理探討78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻82-95
• 致謝95-96
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文96

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