多殼層中空金屬氧化物納米材料的合成及氣感性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-12 00:31
金屬氧化物型半導(dǎo)體氣體傳感器由于成本低、性能良好和操作簡(jiǎn)單而受到廣泛關(guān)注。傳感材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)于氣體傳感器的性能有著較大的影響,單一的純金屬氧化物材料對(duì)氣體的選擇性差、性能低。有鑒于此,對(duì)傳感材料進(jìn)行各類改性的研究勢(shì)在必行。多元金屬氧化物中空多殼層納米材料可用于改善傳感材料的傳感性能。這種材料的特點(diǎn)為:1.中空材料一般都具有較大的比表面積,在與待測(cè)氣體反應(yīng)時(shí)能夠提供更多的反應(yīng)活性位點(diǎn);2.中空材料能夠促進(jìn)氣體的擴(kuò)散,提高材料的利用率,使其十分廣泛的應(yīng)用在氣體傳感中。本論文采用合成中空材料中較簡(jiǎn)易的自犧牲模板合成方法,制備了ZnFe2O4中空核殼納米微球、Ni-Co氧化物多殼納米微球以及Fe3+摻雜NiO納米微球材料。自犧牲模板法合成ZnFe2O4中空核殼納米微球。利用XRD、SEM、TEM、XPS、BET等表征手段,對(duì)ZnFe2O4中空核殼納米微球的組成、形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。以ZnFe2O4
【文章來(lái)源】：遼寧師范大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
傳感器工作原理圖
1.1.3 氣體傳感器的分類氣體傳感器依據(jù)工作特性和傳感原理可以分為以下幾類，如圖 1.2 所示。圖1.2 氣體傳感器的分類Figure 1.2 Classification of gas sensors1.2 金屬氧化物半導(dǎo)體式氣體傳感器1.2.1 金屬氧化物半導(dǎo)體式氣體傳感器的概述1960 年以來(lái)，金屬氧化物型半導(dǎo)體(MOS)氣體傳感器以其傳感材料制備簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)在我們的日常生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。MOS 型氣體傳感器因其具有高靈敏度和較快的響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)在食品檢測(cè)、國(guó)防軍事、安全檢查等方面應(yīng)用極其廣泛。MOS 氣體傳感器也因其在疾病診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)中的特殊應(yīng)用而備受關(guān)注[1, 2]。在各種類型的傳感器中，MOS 氣體傳感器(例如，SnO2[3]、ZnO[4]、Co3O4[5]、CuO[6])由于其響應(yīng)高、環(huán)境友好、長(zhǎng)期穩(wěn)定性高和成本低的優(yōu)點(diǎn)而被大量研究[7-9]。氣體傳感機(jī)制取決于氣體分子和傳感材料之間的相互作用，傳感材料的成分和形態(tài)是影響氣體傳感特性的兩個(gè)重要因素。因此，探索新的氣敏材料以提高傳感性能(選擇性、檢測(cè)限和響應(yīng)值)顯得尤為重要[10]。MOS 型氣體傳感器的工作原理是：金屬氧化物材料的電阻值會(huì)隨著環(huán)境中氣體的種類和濃度的不同而發(fā)生變化[11]。此種類型的氣體傳感器對(duì)某一種特定氣體的選擇性差且當(dāng)操作溫度較高時(shí)會(huì)致使傳感器的壽命縮短、長(zhǎng)期穩(wěn)定性下降。所以現(xiàn)在很多科學(xué)研究者們正在探索很多方法來(lái)改進(jìn)傳感器的性能。目前，氧化物型半導(dǎo)體氣體傳感器的分類并沒(méi)有一個(gè)特別嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，在半導(dǎo)體氣體傳感器中較為人們認(rèn)可的分類方法是按照工作原理分類
Figure 1.3 Classification of Oxide semiconductor gas sensor.2 金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的敏感機(jī)理MOS氣體傳感器的敏感機(jī)理是科研工作者們一直在探究著的課題，它的敏感機(jī)理復(fù)雜且涉及的方面很廣。其涉及到分子傳輸動(dòng)力學(xué)、材料表面的催化、材料表面的附反應(yīng)以及半導(dǎo)體的能帶等相關(guān)知識(shí)[12,13]。所以迄今為止仍沒(méi)有一套較為完整的理解釋半導(dǎo)體傳感器的傳感機(jī)理，使其發(fā)展和應(yīng)用受到了限制�？茖W(xué)研究者們?cè)谘芯?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]WO3納米材料的NO2氣敏特性[J]. 魏少紅,牛新書(shū),蔣凱. 傳感器技術(shù). 2002(11)
本文編號(hào)：3278816
【文章來(lái)源】：遼寧師范大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
傳感器工作原理圖
1.1.3 氣體傳感器的分類氣體傳感器依據(jù)工作特性和傳感原理可以分為以下幾類，如圖 1.2 所示。圖1.2 氣體傳感器的分類Figure 1.2 Classification of gas sensors1.2 金屬氧化物半導(dǎo)體式氣體傳感器1.2.1 金屬氧化物半導(dǎo)體式氣體傳感器的概述1960 年以來(lái)，金屬氧化物型半導(dǎo)體(MOS)氣體傳感器以其傳感材料制備簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)在我們的日常生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。MOS 型氣體傳感器因其具有高靈敏度和較快的響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)在食品檢測(cè)、國(guó)防軍事、安全檢查等方面應(yīng)用極其廣泛。MOS 氣體傳感器也因其在疾病診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)中的特殊應(yīng)用而備受關(guān)注[1, 2]。在各種類型的傳感器中，MOS 氣體傳感器(例如，SnO2[3]、ZnO[4]、Co3O4[5]、CuO[6])由于其響應(yīng)高、環(huán)境友好、長(zhǎng)期穩(wěn)定性高和成本低的優(yōu)點(diǎn)而被大量研究[7-9]。氣體傳感機(jī)制取決于氣體分子和傳感材料之間的相互作用，傳感材料的成分和形態(tài)是影響氣體傳感特性的兩個(gè)重要因素。因此，探索新的氣敏材料以提高傳感性能(選擇性、檢測(cè)限和響應(yīng)值)顯得尤為重要[10]。MOS 型氣體傳感器的工作原理是：金屬氧化物材料的電阻值會(huì)隨著環(huán)境中氣體的種類和濃度的不同而發(fā)生變化[11]。此種類型的氣體傳感器對(duì)某一種特定氣體的選擇性差且當(dāng)操作溫度較高時(shí)會(huì)致使傳感器的壽命縮短、長(zhǎng)期穩(wěn)定性下降。所以現(xiàn)在很多科學(xué)研究者們正在探索很多方法來(lái)改進(jìn)傳感器的性能。目前，氧化物型半導(dǎo)體氣體傳感器的分類并沒(méi)有一個(gè)特別嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，在半導(dǎo)體氣體傳感器中較為人們認(rèn)可的分類方法是按照工作原理分類
Figure 1.3 Classification of Oxide semiconductor gas sensor.2 金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的敏感機(jī)理MOS氣體傳感器的敏感機(jī)理是科研工作者們一直在探究著的課題，它的敏感機(jī)理復(fù)雜且涉及的方面很廣。其涉及到分子傳輸動(dòng)力學(xué)、材料表面的催化、材料表面的附反應(yīng)以及半導(dǎo)體的能帶等相關(guān)知識(shí)[12,13]。所以迄今為止仍沒(méi)有一套較為完整的理解釋半導(dǎo)體傳感器的傳感機(jī)理，使其發(fā)展和應(yīng)用受到了限制�？茖W(xué)研究者們?cè)谘芯?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]WO3納米材料的NO2氣敏特性[J]. 魏少紅,牛新書(shū),蔣凱. 傳感器技術(shù). 2002(11)
本文編號(hào)：3278816
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