本文關(guān)鍵詞：氧化鈀基敏感材料的制備及室溫氣敏特性研究

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【摘要】：氣體傳感器中,應(yīng)用最為廣泛的電阻式金屬氧化物在檢測各類污染氣體及易燃易爆氣體時大多需要150～400℃的工作溫度,較高的工作溫度在功耗、穩(wěn)定性及安全性上都存在不足。因此,室溫半導(dǎo)體傳感器的研究具有重要意義。近年來,‘氧化鈀作為一種窄帶隙p型半導(dǎo)體氧化物,其本身的氣敏特性開始得到關(guān)注。本文以PdO為主要氣敏材料,采用不同方法制備得到了PdO納米材料,并對其室溫下氣敏特性進行了研究,主要工作內(nèi)容如下：采用沉淀法,制備得到了由直徑約為1Onm的顆粒堆疊而成的氧化鈀納米材料,并對其進行了TGA、XRD. SEM表征。使用動態(tài)配氣系統(tǒng)測試了不同溫度煅燒后的PdO材料對CO的氣敏特性,確定了室溫下PdO可對CO氣體響應(yīng),且700℃為最佳的煅燒溫度。通過對不同條件下長期處理的PdO材料進行XPS表征,分析得出PdO材料中參與CO氧化過程的氧的類型；通過測試PdO對O2的響應(yīng)恢復(fù)特性及無氧環(huán)境下對CO的響應(yīng)恢復(fù)特性,對PdO材料室溫下的CO氣敏機理進行了分析。采用水熱法,以CTAB為分散劑,制備得到了PdO納米材料,并對其形貌結(jié)構(gòu)等進行了表征。使用靜態(tài)配氣系統(tǒng),對PdO材料的室溫甲醛氣敏特性進行測試。通過對比發(fā)現(xiàn)當(dāng)n(PdCl2):n(CTAB)=1:3時,PdO材料的室溫甲醛氣敏性能最好。分析了PdO材料的室溫甲醛氣敏機理,并將水熱法和沉淀法制備的PdO材料室溫甲醛氣敏性能進行了對比,發(fā)現(xiàn)水熱法制得的材料具有更好的長期穩(wěn)定性和重復(fù)性。采用水熱法,制備得到了不同鈀銅原子比的PdO/CuO復(fù)合納米材料,并對比了不同比例復(fù)合材料的XRD、XPS、SEM表征結(jié)果。測試材料在室溫對甲醛氣體的氣敏特性,發(fā)現(xiàn)鈀銅原子比為1：2的復(fù)合材料對甲醛的響應(yīng)特性最優(yōu),且與純PdO相比,發(fā)現(xiàn)其室溫甲醛氣敏響應(yīng)值有明顯提升。通過分析材料微觀形貌及異質(zhì)結(jié)構(gòu),研究了復(fù)合納米材料的氣敏機理及改善敏感特性的原因。
【關(guān)鍵詞】：室溫 氣體傳感器 氧化鈀 敏感機理
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料10-15
• 1.1.1 金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料的分類10-11
• 1.1.2 金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料的制備方法11-12
• 1.1.3 金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料氣敏機理簡述12-14
• 1.1.4 改善金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏特性的方法14-15
• 1.2 室溫工作的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 降低半導(dǎo)體傳感器工作溫度的方法15-16
• 1.2.2 室溫工作氣體傳感器研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 貴金屬鈀(Pd)及其氧化物(PdO)19
• 1.3.1 鈀及氧化鈀的主要應(yīng)用領(lǐng)域19
• 1.3.2 鈀及氧化鈀在半導(dǎo)體氣敏材料中的應(yīng)用19
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及研究意義19-21
• 2 PdO敏感材料低溫CO氣敏特性測試及敏感原理的探究21-39
• 2.1 動態(tài)測試系統(tǒng)介紹21-23
• 2.1.1 氣敏元件的制作21
• 2.1.2 動態(tài)測試系統(tǒng)21-23
• 2.2 沉淀法制備PdO及其對CO氣敏特性及機理探究23-37
• 2.2.1 沉淀法制備PdO納米材料23-25
• 2.2.2 沉淀法制備的PdO納米材料的表征25-27
• 2.2.3 沉淀法制備的PdO納米材料的CO氣敏特性測試27-30
• 2.2.4 PdO納米材料對CO敏感機理探究30-37
• 2.3 本章小結(jié)37-39
• 3 水熱法PdO納米材料的制備及甲醛氣敏特性研究39-53
• 3.1 靜態(tài)測試系統(tǒng)介紹39-41
• 3.1.1 氣敏元件制作39-40
• 3.1.2 靜態(tài)測試系統(tǒng)40-41
• 3.2 PdO納米材料制備及室溫甲醛氣敏特性研究41-49
• 3.2.1 水熱法制備PdO材料41-42
• 3.2.2 不同濃度分散劑對PdO材料的影響42-43
• 3.2.3 水熱法PdO材料甲醛氣敏特性研究43-46
• 3.2.4 分散劑濃度對甲醛氣敏特性的影響及機理分析46-49
• 3.3 沉淀法與水熱法制備的PdO材料對比49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 水熱法PdO-CuO復(fù)合納米材料的制備及其甲醛氣敏特性53-67
• 4.1 水熱法合成PdO-CuO復(fù)合納米材料及表征53-60
• 4.1.1 不同鈀銅比的PdO-CuO復(fù)合納米材料的制備53-54
• 4.1.2 不同鈀銅比的PdO-CuO復(fù)合納米材料的表征54-60
• 4.2 PdO-CuO復(fù)合納米材料的甲醛氣敏測試60-63
• 4.3 PdO-CuO復(fù)合納米材料的甲醛氣敏機理分析63-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張春麗;王兢;胡瑞金;;生物模板法合成分級多孔結(jié)構(gòu)SnO_2及其乙醇?xì)饷粜阅躘J];化工新型材料;2015年01期

2 武雅喬;胡明;韋曉瑩;;A study of transition from n-to p-type based on hexagonal WO3 nanorods sensor[J];Chinese Physics B;2014年04期

3 鄭雁公;王兢;;靜電紡絲法制備氧化物納米纖維及其氣敏特性[J];功能材料;2011年01期

4 王勝;高典楠;張純希;袁中山;張朋;王樹東;;貴金屬甲烷燃燒催化劑[J];化學(xué)進展;2008年06期

5 王金忠,吳家琨,王新強,孫良彥,杜國同,李康;廣譜性CO氣敏元件的研制[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2002年02期

6 劉崇進,陳明光,貝承訓(xùn),倪新蕾,梁海生;氣體傳感器的發(fā)展概況和發(fā)展方向[J];計算機自動測量與控制;1999年02期

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本文編號：1133176