本文關(guān)鍵詞：采用摻雜和表面修飾提高氧化銦基體材料氣敏特性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對于很多領(lǐng)域的探究已經(jīng)超出自身感觀范圍。在這樣的大前提下，許多新的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并且飛速發(fā)展，其中傳感器成為這個大潮下幫助人們更深入的了解大自然的高效媒介。在當(dāng)前的生產(chǎn)生活中，傳感器被廣泛的應(yīng)用于探索認(rèn)知宇宙，建設(shè)鞏固國防，監(jiān)測工業(yè)污染，提高糧食產(chǎn)量等領(lǐng)域�？偠灾瑐鞲衅髋c我們的生活密不可分，在眾多的傳感器中，氣體傳感器存在的意義不容小覷，比如煤礦作業(yè)過程中遇到的甲烷，裝潢材料中釋放的甲醛甲苯以及汽車尾氣中的氮氧化物、硫化物等都會對生產(chǎn)以及生命安全造成威脅，為了更好的檢測這些有毒有害的氣體從而避免人身、財產(chǎn)安全受到侵害，越來越多的科研工作者們開始將更多的精力轉(zhuǎn)移到制備低價、高效的氣體傳感器上來。下面簡單介紹一下我的主要工作： 首先，通過靜電紡絲方法制備氧化銦基納米纖維(In2O3NFs)。為了得到性能更加優(yōu)異的材料，對基體氧化銦納米纖維進(jìn)行了貴金屬Pt浸漬處理，使基體氧化銦納米纖維表面附著上一層Pt粒子以獲得Pt修飾的氧化銦納米纖維（Pt-decorated In2O3NFs）。將所得到的材料制備成傳感器件并探測了其對甲醛的敏感特性。實(shí)驗(yàn)中溫度測試范圍選擇在120℃-270℃。隨著溫度的升高，兩傳感器對甲醛的靈敏程度均呈增長趨勢，當(dāng)溫度逐漸增加到200℃時，基于Pt-decorated In2O3NFs的器件對甲醛的敏感程度最大，此時的靈敏度為11，響應(yīng)時間為0.1s，恢復(fù)時間為0.2s。之后當(dāng)溫度逐漸從200℃增加到270℃的過程中，基于Pt-decorated In2O3NFs的器件的敏感程度逐漸降低。而對于基于In2O3NFs的器件而言，當(dāng)溫度達(dá)到230℃時，它對甲醛的敏感程度最大，此時的靈敏度為3。之后當(dāng)溫度從230℃增加到270℃的過程中，，基于In2O3NFs的器件的靈敏度逐漸降低。在整個溫度測試范圍內(nèi)基于Pt-decorated In2O3NFs的器件的靈敏度均優(yōu)于基于In2O3NFs的器件。 第二方面，通過水熱法制備出氧化銦微球。純氧化銦微球雖然形貌較好但是敏感特性并不理想，為了改變這種狀況，對基體氧化銦微球進(jìn)行了摻雜改性，具體做法為在配制前驅(qū)物溶液時向其中加入一定量的三異丙醇氧釩，最終得到V摻雜的氧化銦微球，經(jīng)過一系列的表征證明，V摻雜之后與氧化銦以固溶體的形式存在。在制備出基于V摻雜的氧化銦微球的氣體傳感器以后，在140℃-280℃之間測試了器件對丙酮的敏感特性，結(jié)果顯示純氧化銦微球?qū)Ρ拿舾谐潭容^弱，但是經(jīng)過V摻雜之后的氧化銦微球材料卻對丙酮表現(xiàn)出了一定的敏感特性。當(dāng)溫度從140℃增加到200℃的過程中，基于V摻雜微球的器件的靈敏度逐漸增加，在200℃時可達(dá)到純氧化銦微球器件的5倍，此時響應(yīng)時間為1.5s，恢復(fù)時間為0.7s。之后當(dāng)溫度繼續(xù)增加到280℃的過程中，器件的靈敏度逐漸下降。因此確定200℃為V摻雜的氧化銦微球器件的最佳工作溫度。在混合氣體氛圍中，V摻雜的氧化銦微球器件可以很好的將丙酮甄別出來。
【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 表面修飾 水熱 摻雜 氧化銦
【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】：2015
【分類號】：TB383.1;TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-32
• 1.1 傳感器11
• 1.1.1 傳感器概述11
• 1.1.2 傳感器定義及其分類11
• 1.2 氣體傳感器11-13
• 1.2.1 氣體傳感器概述11-13
• 1.2.2 氣體傳感器的分類13
• 1.3 電阻型氣體傳感器及其敏感機(jī)理13-17
• 1.3.1 電阻型氣體傳感器13-15
• 1.3.2 氣敏反應(yīng)機(jī)理15-16
• 1.3.3 氣敏材料選擇16-17
• 1.4 一維納米材料17-19
• 1.5 一維納米材料制備方法19-30
• 1.5.1 靜電紡絲方法19-26
• 1.5.2 水熱法26-28
• 1.5.3 模板法28-30
• 1.6 一維納米材料發(fā)展趨勢30
• 1.7 氧化銦材料的特征及應(yīng)用30-31
• 1.8 論文的研究內(nèi)容31-32
• 第二章 Pt-decorated In_2O_3納米纖維的制備及甲醛敏感特性研究32-42
• 2.1 引言32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分32-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備32-34
• 2.2.2 材料制備過程34
• 2.2.3 材料表征34
• 2.2.4 氣體傳感器的制備34-35
• 2.2.5 氣敏特性測試35
• 2.3 結(jié)果與討論35-41
• 2.3.1 材料表征35-38
• 2.3.2 氣敏特性測試結(jié)果38-41
• 2.3.3 機(jī)理解釋41
• 2.4 小結(jié)41-42
• 第三章 水熱法制備 V 摻雜氧化銦微球并探測其對丙酮敏感特性42-51
• 3.1 引言42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分42-44
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備42-43
• 3.2.2 材料制備過程43-44
• 3.2.3 材料表征44
• 3.2.4 氣體傳感器的制備44
• 3.2.5 氣敏特性測試44
• 3.3 結(jié)果與討論44-50
• 3.3.1 材料表征44-47
• 3.3.2 氣敏特性測試結(jié)果47-49
• 3.3.3 機(jī)理解釋49-50
• 3.4 小結(jié)50-51
• 第四章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-59
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：采用摻雜和表面修飾提高氧化銦基體材料氣敏特性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：385046