【摘要】：揮發(fā)性有機化合物是有毒有害的物質(zhì),對環(huán)境和人類健康容易造成一定的危害。因此,有效的檢測此類物質(zhì)具有重要的實際意義。近年來,半導(dǎo)體金屬氧化物氣敏材料的研究一直是熱點,其中,納米氧化鋅因其原料易得、價格低廉,對環(huán)境污染小等優(yōu)點受到研究人員的廣泛關(guān)注。為了降低工作溫度、提高檢測的靈敏度可以通過調(diào)控氧化鋅形貌及改性的方法來改善其氣敏性能。導(dǎo)電高分子聚合材料因其優(yōu)良的導(dǎo)電性能,在電化學(xué)和催化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。聚噻吩及其衍生物就是其中一類重要的導(dǎo)電聚合物。利用聚噻吩改性氧化鋅,用于有害氣體檢測的研究較少。因此,期望通過聚噻吩改性納米氧化鋅,提高其氣敏性能,實現(xiàn)在有害揮發(fā)性有機化合物檢測中的應(yīng)用�；诖�,本論文通過控制實驗參數(shù)制備出形貌不同的納米氧化鋅,并對其進行改性;通過探索形貌和摻雜量的影響,研究了氧化鋅的氣敏性能。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)采用水熱法,以硝酸鋅和四乙基氫氧化銨為原料,在無表面活性劑的條件下,合成了棒狀納米氧化鋅,對其結(jié)構(gòu)、形貌及氣敏性能進行了研究。結(jié)果表明,在工作溫度為300℃,棒狀納米氧化鋅對100ppm的丙二醇和乙醇胺氣體的響應(yīng)值的分別為49.5和69.9,說明可有效檢測低濃度的丙二醇和乙醇胺。(2)通過水熱法以醋酸鋅為鋅源,氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH,調(diào)控反應(yīng)參數(shù)制得氧化鋅顆粒,并對其氣敏特性進行了研究。結(jié)果表明,氧化鋅的最佳工作溫度為140℃,對丙二醇表現(xiàn)出較高的響應(yīng),對100 ppm丙二醇的響應(yīng)值為16.7。響應(yīng)時間為1s,具有良好的可逆性,但選擇性較低。(3)采用水熱法,通過調(diào)控實驗參數(shù)合成了不同聚噻吩含量的氧化鋅顆粒/聚噻吩復(fù)合材料,研究了其形貌結(jié)構(gòu)和氣敏性能。結(jié)果表明,聚噻吩的引入顯著地提高了氧化鋅的氣敏性能;當(dāng)聚噻吩復(fù)合量為10wt.%時,復(fù)合材料對丙二醇表現(xiàn)出較好的選擇性和響應(yīng),相比純氧化鋅,其氣敏性能提高了近兩倍。(4)以硝酸鋅和氫氧化鈉為原料,通過水熱合成法制備出了片狀氧化鋅,對其氣敏性能進行研究。結(jié)果表明,片狀氧化鋅的最佳工作溫度為200℃,對乙醇胺的響應(yīng)值較高,在100ppm的響應(yīng)值為27.9,響應(yīng)時間為1s。(5)通過水熱法制備了不同聚噻吩改性片狀氧化鋅的復(fù)合材料,并進行了氣敏性能研究,結(jié)果表明,改性的氧化鋅,其氣敏性能明顯優(yōu)于純片狀氧化鋅,當(dāng)復(fù)合量為8wt.%時,對乙醇胺氣體具有最高的響應(yīng)值,相比于純片狀氧化鋅,在相同工作溫度下的響應(yīng)值提高了6倍,且具有優(yōu)良的選擇性、響應(yīng)速度和可逆性。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ132.41;TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：2742911