氫氣是一種綠色可再生的清潔能源,廣泛應用于國民生產生活和國防科技的各個領域。為了保障氫氣在制備、運輸、存儲和利用過程中的安全,研究開發(fā)具有響應時間短、靈敏度高、穩(wěn)定性好的氫氣傳感器是非常迫切和必要的。本論文主要研究了Pd納米環(huán)/TiO₂納米管復合結構氫氣傳感器的制備和工藝優(yōu)化。本文以金屬Ti片為原材料,采用陽極氧化法,在氟化銨(NH4F)/乙二醇電解液體系中制備得到高度有序的TiO₂納米管陣列。通過研究不同水含量電解液對TiO₂納米管陣列表面形貌的影響,表明隨著電解液水含量的升高,TiO₂納米管的管徑與管隙也隨之增加。在此基礎上通過水含量來調控TiO₂納米管的表面形貌,研究了TiO₂納米管表面形貌對復合結構氫氣傳感器性能的影響。結果表明復合結構氫氣傳感器的靈敏度隨著管隙的增加先增大后減小,其中水的質量分數為17.5%的電解液制備得到的TiO₂納米管,表面形貌規(guī)則有序,納米管之間有較佳的間距,由其和Pd納米環(huán)復合得到的氫氣傳感器靈敏度最...

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氫氣傳感器的分類
        1.2.1 電化學型氫氣傳感器
        1.2.2 光纖型氫氣傳感器
        1.2.3 熱導型氫氣傳感器
        1.2.4 其它類型氫氣傳感器
    1.3 基于TiO₂納米管的氫氣傳感器研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的研究意義及主要內容
第二章 基本原理及實驗方法
    2.1 實驗材料及儀器
    2.2 實驗原理
        2.2.1 TiO₂納米管陣列的陽極氧化生長機理
        2.2.2 直流磁控濺射原理
        2.2.3 原子層沉積技術的原理
    2.3 物理性質的表征方法
        2.3.1 形貌和晶相構成分析
        2.3.2 氫氣傳感器性能的檢測裝置
        2.3.3 氫氣傳感器性能的測試流程和參數
    2.4 技術路線
    2.5 本章小結
第三章 TiO₂納米管陣列的可控制備
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 陽極氧化法制備TiO₂納米管陣列
        3.2.2 TiO₂納米管陣列的退火處理
    3.3 結果與討論
        3.3.1 電解液水含量對TiO₂納米管陣列的形貌影響
        3.3.2 退火對TiO₂納米管晶向的影響
    3.4 本章小結
第四章 復合結構氫氣傳感器的制備和表征
    4.1 引言
    4.2 復合結構氫氣傳感器的氫敏特性研究
        4.2.1 復合結構氫氣傳感器的制備
        4.2.2 氣氛退火對復合結構氫氣傳感器性能的影響
        4.2.3 TiO₂納米管表面形貌對復合結構氫氣傳感器性能的影響
        4.2.4 復合結構氫氣傳感器的穩(wěn)定性測試
    4.3 Pd納米環(huán)/TiO₂納米管復合結構氫氣傳感器的機理探究
        4.3.1 氫氣傳感器的催化反應機理
        4.3.2 Pd納米環(huán)/TiO₂納米管復合結構氫氣傳感器的機理探究
            4.3.2.1 實驗部分
            4.3.2.2 結果分析
    4.4 本章小結
第五章 柔性氫氣傳感器的制備
    5.1 引言
    5.2 TiO₂納米管陣列的剝離原理
    5.3 實驗部分
        5.3.1 TiO₂納米管陣列薄膜的剝離
        5.3.2 TiO₂納米管陣列薄膜的轉移
    5.4 柔性氫氣傳感器的制備和測試
        5.4.1 柔性氫氣傳感器的制備
        5.4.2 柔性氫氣傳感器的測試
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3972058