本文關(guān)鍵詞：石墨烯基氣體傳感器的傳感性能研究

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【摘要】：在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會中,隨著人們逐步提高的環(huán)保意識,對有毒、有害氣體的檢測,對大氣污染和工業(yè)廢氣的監(jiān)測都提出了更高的要求,這就需要研究靈敏度更高,響應(yīng)更快的新型氣體傳感器。而氣敏材料是氣體傳感器的核心元件,決定了氣體傳感器性能的好壞。自從2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,這種由單層碳原子以sp2雜化而形成的六角蜂巢晶格排布的獨(dú)特二維平面結(jié)構(gòu),在電、熱及機(jī)械性能等方面的優(yōu)良性能表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景,石墨烯大的比表面積、高的載流子遷移率和低噪聲等特性,使其在氣體傳感器領(lǐng)域備受矚目。相比于常見的半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器需要較高的工作溫度,石墨烯可以在室溫下進(jìn)行氣體檢測,但是石墨烯氣體傳感器存在著靈敏度低、響應(yīng)恢復(fù)速度慢等問題,這也限制了石墨烯的實(shí)際應(yīng)用。針對以上石墨烯氣體傳感器中的問題,我們對改善石墨烯氣體傳感器的靈敏度以及響應(yīng)恢復(fù)速度等氣敏性能進(jìn)行研究,主要工作包括：(1)研究了CVD法制備石墨烯的氣體傳感性能。通過常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)的方法在銅基底上成功制備了單層石墨烯,經(jīng)過直接接觸轉(zhuǎn)移這種簡單有效的辦法把石墨轉(zhuǎn)移到絕緣基底上,進(jìn)行微觀操作制成傳感器元件。在室溫的條件下,檢測了對NO2、NH3、和C02三種氣體的響應(yīng)情況。在研究對CO2的氣敏性能時(shí),通過對轉(zhuǎn)移之后的石墨烯進(jìn)行CO2氣體干燥處理,相比于沒有經(jīng)過CO2氣體處理的石墨烯,其氣體響應(yīng)靈敏度有所提升,并簡要分析了其原因。(2)研究了氧化還原石墨烯(rGO)的氣敏性能。通過溫和水熱過程制備氧化還原石墨烯-氧化鎢(rGO-WO3)納米復(fù)合材料,并對材料進(jìn)行XRD、Raman光譜、以及SEM表征,證明成功合成了這種復(fù)合材料。在氣敏性能測試上,室溫條件下,rGO-WO3納米復(fù)合材料對NH3響應(yīng)靈敏度、響應(yīng)恢復(fù)速度都比rGO材料有所提高,這是由于在氧化還原石墨烯表面負(fù)載的氧化鎢顆粒,改善了石墨烯的表面特性,增加了石墨烯表面吸附氣體的活性位點(diǎn)的種類和數(shù)量,并且進(jìn)一步調(diào)節(jié)了石墨烯的電子運(yùn)輸能力,氣敏性能方面有所提升。
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TP212

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1298241