氫氣是一種綠色可再生的清潔能源,廣泛應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)生活和國(guó)防科技的各個(gè)領(lǐng)域。為了保障氫氣在制備、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和利用過(guò)程中的安全,研究開(kāi)發(fā)具有響應(yīng)時(shí)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(fù)合結(jié)構(gòu)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(yáng)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(guò)研究不同水含量電解液對(duì)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(chǔ)上通過(guò)水含量來(lái)調(diào)控TiO₂納米管的表面形貌,研究了TiO₂納米管表面形貌對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器性能的影響。結(jié)果表明復(fù)合結(jié)構(gòu)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fù)合得到的氫氣傳感器靈敏度最...

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(xué)型氫氣傳感器
        1.2.2 光纖型氫氣傳感器
        1.2.3 熱導(dǎo)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(nèi)容
第二章 基本原理及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)原理
        2.2.1 TiO₂納米管陣列的陽(yáng)極氧化生長(zhǎng)機(jī)理
        2.2.2 直流磁控濺射原理
        2.2.3 原子層沉積技術(shù)的原理
    2.3 物理性質(zhì)的表征方法
        2.3.1 形貌和晶相構(gòu)成分析
        2.3.2 氫氣傳感器性能的檢測(cè)裝置
        2.3.3 氫氣傳感器性能的測(cè)試流程和參數(shù)
    2.4 技術(shù)路線
    2.5 本章小結(jié)
第三章 TiO₂納米管陣列的可控制備
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 陽(yáng)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(jié)果與討論
        3.3.1 電解液水含量對(duì)TiO₂納米管陣列的形貌影響
        3.3.2 退火對(duì)TiO₂納米管晶向的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的制備和表征
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的氫敏特性研究
        4.2.1 復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的制備
        4.2.2 氣氛退火對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器性能的影響
        4.2.3 TiO₂納米管表面形貌對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器性能的影響
        4.2.4 復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的穩(wěn)定性測(cè)試
    4.3 Pd納米環(huán)/TiO₂納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的機(jī)理探究
        4.3.1 氫氣傳感器的催化反應(yīng)機(jī)理
        4.3.2 Pd納米環(huán)/TiO₂納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的機(jī)理探究
            4.3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
            4.3.2.2 結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
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(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)移
    5.4 柔性氫氣傳感器的制備和測(cè)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(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3972058