PPy/SnO 2 復(fù)合納米纖維的制備及其氣敏性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-11 23:37
用于氣體傳感器的敏感材料包括無機(jī)氧化物半導(dǎo)體材料和有機(jī)導(dǎo)電聚合物材料。以SnO2、ZnO為代表的氧化物半導(dǎo)體敏感材料因具有響應(yīng)快、價(jià)格便宜、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而得到了迅速發(fā)展,然而氧化物半導(dǎo)體同時(shí)也存在選擇性差、工作溫度高等缺點(diǎn),而有機(jī)導(dǎo)電聚合物敏感材料則可以在室溫下進(jìn)行氣體探測(cè),但響應(yīng)度低、響應(yīng)恢復(fù)慢等缺點(diǎn)影響了其發(fā)展。研究表明將無機(jī)半導(dǎo)體氧化物材料與有機(jī)導(dǎo)電聚合物材料復(fù)合有利于大幅提高材料的氣敏特性,有機(jī)/無機(jī)復(fù)合敏感材料已經(jīng)引起了研究者的廣泛關(guān)注。首先通過靜電紡絲法制備SnO2基納米纖維,然后采用化學(xué)氧化聚合法制備PPy/SnO2基復(fù)合納米纖維氣敏材料,系統(tǒng)研究SnO2形貌、PPy聚合條件及含量、金屬元素?fù)诫s對(duì)材料氣敏性能的影響。具體研究工作如下:1.采用靜電紡絲法制備純的SnO2納米纖維,探究靜電紡絲前驅(qū)液中氯化錫(SnCl2)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP),N-N二甲基甲酰胺(DMF),無水乙醇各參數(shù)量的配比和燒結(jié)工藝對(duì)SnO2形貌的控制作用。在氯化錫(...
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 氣敏傳感器簡(jiǎn)介
1.1.1 氣敏傳感器的分類及工作原理
1.1.2 半導(dǎo)體氣敏傳感器的研究進(jìn)展
1.2 靜電紡絲簡(jiǎn)介
1.3 氣體傳感器的性能參數(shù)
1.4 常見的半導(dǎo)體氣敏材料
1.4.1 SnO_2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.4.2 PPy的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.5 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管簡(jiǎn)介
1.6 本課題的研究思路與內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.3 測(cè)試儀器
3 SnO_2納米纖維和納米管纖維的制備及其氣敏性能的研究
3.1 SnO_2納米纖維和納米管纖維的制備
3.2 SnO_2納米纖維和納米管纖維的表征
3.3 SnO_2納米纖維的氣敏性能測(cè)試
3.4 SnO_2納米纖維和納米管纖維的氣敏性能研究
4 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的制備及氣敏性能的研究
4.1 PPy的制備及氣敏性能的研究
4.1.1 PPy的制備
4.1.2 PPy的表征
4.1.3 PPy的氣敏性能研究
4.2 氣相化學(xué)聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合材料及氣敏性能研究
4.2.1 氣相化學(xué)氧化聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維
4.2.2 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的SEM表征
4.2.3 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的氣敏性能
4.3 液相化學(xué)聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合材料及氣敏性能的研究
4.3.1 液相化學(xué)氧化聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維
4.3.2 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的表征
4.3.3 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的氣敏性能研究
5 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維底柵場(chǎng)效應(yīng)管的構(gòu)筑及其氣敏性能研究
5.1 底柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)
5.2 PPy/SnO_2納米管溝道材料的I-V特性曲線
5.2.1 室溫下 1%PPy/SnO_2納米管溝道材料的I-V特性曲線
5.2.2 120°C下 1%PPy/SnO_2納米管溝道材料的I-V特性曲線
5.2.3 1%PPy/SnO_2納米復(fù)合材料對(duì)NO的氣敏性能研究
5.3 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的氣敏機(jī)理
6 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的制備及其氣敏性能研究
6.1 引言
6.1.1 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的制備
6.1.2 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的表征
6.2 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.2.1 In摻雜SnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.2.2 Sb摻雜SnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.2.3 La摻雜SnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.3 La-SnO_2納米溝道材料的I-V特性曲線
6.3.1 室溫下La-SnO_2納米溝道材料的I-V特性曲線
6.3.2 300°C下La-SnO_2納米溝道材料的I-V特性曲線
6.4 La-SnO_2/PPy納米溝道材料的I-V特性曲線
6.4.1 室溫下La-SnO_2/PPy納米溝道材料的I-V特性曲線
6.4.2 120°C下La-SnO_2/PPy納米溝道材料的I-V特性曲線
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)在家庭可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 周瑜. 信息通信. 2016(01)
[2]聚吡咯結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能的研究[J]. 于波,徐學(xué)誠(chéng). 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[3]納米三氧化鎢制備技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J]. 李艷瓊,曾文,謝國(guó)亞. 傳感器世界. 2013(02)
[4]α-六噻吩O(shè)TFT器件痕量NO2氣體傳感器的制備及特性研究[J]. 李嫻,蔣亞東,謝光忠,太惠玲. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(22)
[5]聚吡咯的制備、改性及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 胡小平,劉志虎,游丹,王朝陽(yáng),付志兵,盧濤. 化工新型材料. 2012(07)
[6]氣體傳感器技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 周述良. 價(jià)值工程. 2012(01)
[7]電阻型半導(dǎo)體氣體傳感器的概況[J]. 王紅勤,楊修春,蔣丹宇. 陶瓷學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]Preparation of polythiophene/WO3 organic-inorganic hybrids and their gas sensing properties for NO2 detection at low temperature[J]. Jing Huang1,Yanfei Kang2,Taili Yang2,Yao Wang2,Shurong Wang2 1.Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering,Beijing 100101,China;2.Department of Chemistry,Nankai University,Tianjin 300071,China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2011(04)
[9]導(dǎo)電聚合物聚吡咯的制備、性質(zhì)及其應(yīng)用[J]. 蔡本慧,曹雷,王肇君. 化工科技市場(chǎng). 2010(05)
[10]氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 賈良菊,應(yīng)鵬展,許林敏,倪自豐,王雅晴. 煤礦機(jī)械. 2005(04)
博士論文
[1]二氧化錫納米材料的制備及其氣敏特性的研究[D]. 管越.吉林大學(xué) 2014
[2]電紡半導(dǎo)體納米纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與調(diào)控及器件應(yīng)用[D]. 王威.吉林大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于電化學(xué)傳感器的便攜式H2S檢測(cè)儀的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉樹海.吉林大學(xué) 2013
[2]氧化物半導(dǎo)體納米纖維的制備及其在氣體傳感和場(chǎng)效應(yīng)器件上的應(yīng)用[D]. 劉彥彤.吉林大學(xué) 2012
本文編號(hào):3535603
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 氣敏傳感器簡(jiǎn)介
1.1.1 氣敏傳感器的分類及工作原理
1.1.2 半導(dǎo)體氣敏傳感器的研究進(jìn)展
1.2 靜電紡絲簡(jiǎn)介
1.3 氣體傳感器的性能參數(shù)
1.4 常見的半導(dǎo)體氣敏材料
1.4.1 SnO_2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.4.2 PPy的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.5 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管簡(jiǎn)介
1.6 本課題的研究思路與內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.3 測(cè)試儀器
3 SnO_2納米纖維和納米管纖維的制備及其氣敏性能的研究
3.1 SnO_2納米纖維和納米管纖維的制備
3.2 SnO_2納米纖維和納米管纖維的表征
3.3 SnO_2納米纖維的氣敏性能測(cè)試
3.4 SnO_2納米纖維和納米管纖維的氣敏性能研究
4 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的制備及氣敏性能的研究
4.1 PPy的制備及氣敏性能的研究
4.1.1 PPy的制備
4.1.2 PPy的表征
4.1.3 PPy的氣敏性能研究
4.2 氣相化學(xué)聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合材料及氣敏性能研究
4.2.1 氣相化學(xué)氧化聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維
4.2.2 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的SEM表征
4.2.3 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的氣敏性能
4.3 液相化學(xué)聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合材料及氣敏性能的研究
4.3.1 液相化學(xué)氧化聚合法制備PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維
4.3.2 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的表征
4.3.3 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的氣敏性能研究
5 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維底柵場(chǎng)效應(yīng)管的構(gòu)筑及其氣敏性能研究
5.1 底柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)
5.2 PPy/SnO_2納米管溝道材料的I-V特性曲線
5.2.1 室溫下 1%PPy/SnO_2納米管溝道材料的I-V特性曲線
5.2.2 120°C下 1%PPy/SnO_2納米管溝道材料的I-V特性曲線
5.2.3 1%PPy/SnO_2納米復(fù)合材料對(duì)NO的氣敏性能研究
5.3 PPy/SnO_2復(fù)合納米纖維的氣敏機(jī)理
6 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的制備及其氣敏性能研究
6.1 引言
6.1.1 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的制備
6.1.2 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的表征
6.2 金屬元素?fù)诫sSnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.2.1 In摻雜SnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.2.2 Sb摻雜SnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.2.3 La摻雜SnO_2納米管纖維的氣敏性能研究
6.3 La-SnO_2納米溝道材料的I-V特性曲線
6.3.1 室溫下La-SnO_2納米溝道材料的I-V特性曲線
6.3.2 300°C下La-SnO_2納米溝道材料的I-V特性曲線
6.4 La-SnO_2/PPy納米溝道材料的I-V特性曲線
6.4.1 室溫下La-SnO_2/PPy納米溝道材料的I-V特性曲線
6.4.2 120°C下La-SnO_2/PPy納米溝道材料的I-V特性曲線
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)在家庭可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 周瑜. 信息通信. 2016(01)
[2]聚吡咯結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能的研究[J]. 于波,徐學(xué)誠(chéng). 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[3]納米三氧化鎢制備技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J]. 李艷瓊,曾文,謝國(guó)亞. 傳感器世界. 2013(02)
[4]α-六噻吩O(shè)TFT器件痕量NO2氣體傳感器的制備及特性研究[J]. 李嫻,蔣亞東,謝光忠,太惠玲. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(22)
[5]聚吡咯的制備、改性及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 胡小平,劉志虎,游丹,王朝陽(yáng),付志兵,盧濤. 化工新型材料. 2012(07)
[6]氣體傳感器技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 周述良. 價(jià)值工程. 2012(01)
[7]電阻型半導(dǎo)體氣體傳感器的概況[J]. 王紅勤,楊修春,蔣丹宇. 陶瓷學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]Preparation of polythiophene/WO3 organic-inorganic hybrids and their gas sensing properties for NO2 detection at low temperature[J]. Jing Huang1,Yanfei Kang2,Taili Yang2,Yao Wang2,Shurong Wang2 1.Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering,Beijing 100101,China;2.Department of Chemistry,Nankai University,Tianjin 300071,China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2011(04)
[9]導(dǎo)電聚合物聚吡咯的制備、性質(zhì)及其應(yīng)用[J]. 蔡本慧,曹雷,王肇君. 化工科技市場(chǎng). 2010(05)
[10]氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 賈良菊,應(yīng)鵬展,許林敏,倪自豐,王雅晴. 煤礦機(jī)械. 2005(04)
博士論文
[1]二氧化錫納米材料的制備及其氣敏特性的研究[D]. 管越.吉林大學(xué) 2014
[2]電紡半導(dǎo)體納米纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與調(diào)控及器件應(yīng)用[D]. 王威.吉林大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于電化學(xué)傳感器的便攜式H2S檢測(cè)儀的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉樹海.吉林大學(xué) 2013
[2]氧化物半導(dǎo)體納米纖維的制備及其在氣體傳感和場(chǎng)效應(yīng)器件上的應(yīng)用[D]. 劉彥彤.吉林大學(xué) 2012
本文編號(hào):3535603
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