修飾貴金屬對二氧化錫半導(dǎo)體材料氣體敏感性質(zhì)研究分析
本文關(guān)鍵詞:修飾貴金屬對二氧化錫半導(dǎo)體材料氣體敏感性質(zhì)研究分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來,科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展,環(huán)境問題和人類安全已經(jīng)成為人們關(guān)注的必要問題之一,在我們社會中引起公眾的關(guān)注。對人類身體健康有一定影響的有害氣體以及爆炸性氣體的檢測越來越重要,而且已經(jīng)得到研究者的注意。但是,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,低濃度低溫度的氣體的檢測仍具有很大挑戰(zhàn)。由于高靈敏度、穩(wěn)定性,操作簡單,耗費便宜的基于金屬氧化物材料的微型半導(dǎo)體可以用于現(xiàn)場檢測,有很大的發(fā)展。二氧化錫是一種典型的n-型半導(dǎo)體金屬氧化物材料,已經(jīng)有很多研究報導(dǎo)報道,廣泛用于檢測還原性氣體(乙醇、氫氣、CO以及甲醛)的檢測。然而,檢測工作溫度高以及檢測選擇性差,是該種材料的使用有很大的限制。因此,如果在二氧化錫金屬氧化物材料的表面修飾具有一定催化活性的材料,加速氣體和氣體傳感器之間電子的轉(zhuǎn)移,從而增加響應(yīng)值以及提高選擇性。(1)選用貴金屬Ag作為修飾材料,通過浸漬法,成功的合成Ag/Ag_2O-SnO_2材料。該材料對氫氣的響應(yīng)很快(5 s),有很好的選擇性,而且工作溫度比其他相關(guān)報導(dǎo)低很多。值得一提的是,在工作溫度下(170°C)該材料對氫氣有很好的選擇性,對相近性質(zhì)的一氧化碳和甲烷氣體響應(yīng)近乎為零。(2)眾所周知,Pt是具有良好催化活性的貴金屬材料,可以有效的降低工作溫度,提高響應(yīng)值。修飾微量PtO_2納米粒子,成功制備多孔的PtO_2/SnO_2微球復(fù)合材料,用來作甲醛的檢測;谠摬牧系臍怏w傳感器在室溫下能檢測100 ppm的甲醛氣體,在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?100°C),能快速檢測100 ppb的甲醛氣體。于此同時,我們發(fā)現(xiàn)該氣體傳感器對除甲醛以外的還原性氣體無響應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】:貴金屬 修飾SnO_2微球材料 復(fù)合材料 多孔結(jié)構(gòu) 氣體傳感器
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TN304.21;TP212
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 緒論9-40
- 1.1 氣體檢測方法概述9-11
- 1.2 氣體傳感器概述11-12
- 1.3 電阻型金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器12-22
- 1.3.1 常見的幾種半導(dǎo)體金屬氧化物氣敏材料12-17
- 1.3.2 半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器響應(yīng)機理17-22
- 1.4 摻雜修飾對半導(dǎo)體金屬氧化物材料氣敏特性的研究22-26
- 1.5 論文的選題意義和研究內(nèi)容26-28
- 參考文獻28-40
- 第二章 Ag修飾對多孔SnO_2微球氣敏性質(zhì)的影響分析40-63
- 2.1 引言40-41
- 2.2 實驗部分41-45
- 2.2.1 實驗試劑和原料41-42
- 2.2.2 多孔Ag/Ag_2O-SnO_2復(fù)合材料的合成42-43
- 2.2.3 材料表征及儀器43
- 2.2.4 氣敏傳感器件結(jié)構(gòu)及其制作過程43-44
- 2.2.5 氣敏傳感器的測試儀器及操作44-45
- 2.3 結(jié)果與討論45-55
- 2.3.1 Ag/Ag_2O修飾的SnO_2復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征45-49
- 2.3.2 多孔Ag/Ag_2O-SnO_2材料的氣敏性能研究49-53
- 2.3.4 氣敏機理分析53-55
- 2.4 本章小結(jié)55-56
- 參考文獻56-63
- 第三章 PtO_2活化的多孔SnO_2微球在低溫下對甲醛氣體的檢測研究63-81
- 3.1 引言63-64
- 3.2 實驗部分64-66
- 3.2.1 實驗試劑和原料64
- 3.2.2 多孔PtO_2/SnO_2復(fù)合材料的合成64-65
- 3.2.3 表征儀器65-66
- 3.2.4 氣敏傳感器件制作及測試過程66
- 3.3 結(jié)果與討論66-74
- 3.3.1 材料結(jié)構(gòu)及形貌表征66-69
- 3.3.2 氣態(tài)甲醛傳感器的氣體敏感性質(zhì)69-73
- 3.3.3 氣態(tài)甲醛傳感器的氣體響應(yīng)機理73-74
- 3.4 本章小結(jié)74-75
- 參考文獻75-81
- 作者簡歷81-82
- 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果82-83
- 致謝83
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