【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,人們在享受到越來越多便利的同時,也遭受到越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染危害。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)調(diào)查發(fā)布,每年有近千萬人因為環(huán)境污染而導(dǎo)致死亡或過早死亡。盡管污染物主要存在于室外,但人們有80%以上的時間是在室內(nèi)度過的,因此及時有效的監(jiān)測室內(nèi)空氣中污染氣體就顯得尤為重要。氣體傳感器因為其價格低廉、操作簡便、可以實現(xiàn)在線實時監(jiān)測備受人們關(guān)注。半導(dǎo)體氧化物作為一種重要的氣敏材料已經(jīng)被廣泛用于污染氣體的監(jiān)測,然而,單一氧化物在靈敏度和氣敏檢測范圍上有著很大的局限,而摻雜貴金屬是常用的改善氣敏材料傳感性能的方法之一。在這些研究基礎(chǔ)之上,本文通過簡單的水熱法合成了多孔氧化鋅納米片,并通過光催化還原、浸漬沉積—H2還原的方法得到貴金屬負載的多孔氧化鋅納米片,并將其應(yīng)用于易揮發(fā)性有機物(VOCs)和氯苯類化合物(CBs)的檢測。1.金納米顆粒沉積的單晶多孔ZnO納米片的制備及其對揮發(fā)性有機污染物氣敏響應(yīng)的研究室內(nèi)空氣污染物中危害最大的是揮發(fā)性有機污染物(VOCs),通常包含含氧碳氫化合物、鹵代烴、芳烴、脂肪族碳氫化合物、萜烯、酯類和醛類七大類,然而傳統(tǒng)的氣敏傳感器致力于提高氣敏傳感器的選擇性,使其僅僅對某種或某一類氣體具有較好響應(yīng)。因此,發(fā)展一種可以檢測多種揮發(fā)性有機污染物的氣敏傳感器有著十分重要的實際意義。本工作主要目的是研究金沉積的多孔ZnO納米片對七大類VOCs的氣敏響應(yīng)。首先我們通過水熱法合成得到了氧化鋅多孔納米片,然后通過光催化沉積的方法得到了Au沉積的多孔氧化鋅納米片。將所得的氣敏材料在不同溫度下測定了七大類VOCs的代表性氣體,綜合了七大類物質(zhì)以確定其最適溫度和最適Au負載量。然后在最適溫度下測定了該氣敏材料隨VOCs氣體濃度變化響應(yīng)值發(fā)生的變化,并測定了其穩(wěn)定性、重復(fù)性,以及濕度對氣敏響應(yīng)值的影響。此外,對Au增強氣敏性能的機理也進行了分析。2.高分散的Pd納米顆粒負載的多孔ZnO納米片氣敏材料的制備及其對氯苯類化合物的檢測氯苯類化合物是常用的工業(yè)溶劑、脫脂劑以及合成塑料、樹脂和制藥的中間體。氯苯類化合物屬于持久性有機污染物,具有“致癌致畸致突變”的“三致作用”,并且有高毒性、親脂性、生物累積性和持久污染性四種性質(zhì)。因此,氯苯類化合物一旦被排放到環(huán)境中,很容易進行長距離遷移,并且由于其親脂性,一旦被人體吸收很難再被排出,對人體的危害很大。一般檢測水環(huán)境中氯苯類化合物的方法比較多,而空氣環(huán)境中的氯苯類化合物卻相對較少。在本工作中,我們通過浸漬法沉積—H2還原的方法得到了高分散的Pd納米顆粒負載的氧化鋅納米片作為氣敏材料測氯苯類化合物。實驗證明,高分散的Pd納米顆粒負載的多孔ZnO納米片有著較高的選擇性、快速的響應(yīng)/恢復(fù)時間和穩(wěn)定的可重復(fù)性。相對濕度對氣敏檢測的影響也在文中予以討論。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TP212

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