多层嵌套式二氧化锡及银掺杂氧化锌气敏性能研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fishsun26
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乙醇是一种刺激性气味的气体,广泛应用于生物医学、医院、酿酒、交通安全和实验室药品存储等领。同时乙醇还会产生健康及安全问题。故而,有利的检测对于保护个人及他人的生命安全有着及其巨大的意义。  气敏传感器:大多是以金属氧化物半导体为基础材料,当此气敏材料与被测气体接触时,由于气体被吸附,引起了气敏材料电学性能(例如电导率)的改变,以此来检测特定的气体及其浓度。  SnO2和ZnO都是重要的气敏材料。它们因具有耐热性、耐腐蚀性、材料成本低等优点而被广泛研究。因此研究影响SnO2、ZnO气敏性能的因素对制备优良的气敏材料具有重要的指导意义。主要研究工作如下:  1.我们通过简单的水热法制备具有暴露的高能量的多面体状二氧化锡(SnO2)。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和气体传感测量系统对结构,形貌和气体传感特性进行了表征。XRD研究表明,所制备的样品具有良好的结晶,SEM和TEM研究表明,多层嵌套二氧化锡与多面体状纳米颗粒的样品制备成功。此外,因为其独特的结构,本研究可应用于在低温下的乙醇检测。  2.我们利用水热的方法通过控制反应时间(16,24 h)获得球形和海胆状的氧化性纳米结构,我们主要是利用XRD、EDX、SEM、TEM和BET等表征手段来研究我们所的样品的结构、元素组成和形貌的。XRD结果展现了样品好的结晶度以及证明了Ag+成功的掺杂到ZnO纳米颗粒的晶格里面,SEM、TEM结果表明我们所制备得到的样品是球状的和海胆状的。气敏测试结果表明基于海胆状的纳米结果所制备得传感器比基于球形的传感器对乙醇有更好的敏感性和更快的响应恢复时间,这是由于海胆形状的样品具有更大的比表面积。气敏测试结果显示,1%的Ag掺杂的海胆状的样品传感器在260℃的最佳操作温度下对10 ppm乙醇的响应值是22,最后,我们还讨论了海胆形貌的形成机理以及气敏机理问题。
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