氧化铁修饰钒氧化物纳米管的制备及气敏性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vin0726
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
一维纳米材料由于具有显著的各向异性结构和量子限域效应引起广大学者的研究兴趣。钒氧化物纳米管在电化学、光学、电学性能方面的研究已得到广泛的开展,但是钒氧化物纳米管在气敏材料上的应用还未见报道。本论文采用流变相自组装的方法制备了钒氧化物纳米管并用氧化铁对钒氧化物纳米管进行了修饰,同时研究了它们的气敏性能。主要结论如下: ⑴制备出了长度在3~8μm,外径为60~150nm,内径为20nm左右,层间距为3.2nm的钒氧化物纳米管。合成的钒氧化物纳米管在230℃对50ppm浓度的乙醇气体有响应,灵敏度为1.11。随着温度的升高和乙醇气体浓度的增加,钒氧化物纳米管的灵敏度不断增加,在270℃对1000ppm浓度的乙醇气体灵敏度为1.67。330℃时对1000ppm浓度的乙醇气体灵敏度上升到了2.28。 ⑵在80%浓度的乙醇作溶剂,180℃反应湿度下采用氧化铁对钒氧化物纳米管进行了表面修饰,钒氧化物纳米管表面存在的氧化铁颗粒直径大约为15nm。其在230℃对10 ppm浓度的乙醇气体有响应,灵敏度为1.1。270℃对1000ppm浓度的乙醇气体灵敏度为2.0,330℃对1000ppm浓度的乙醇气体灵敏度为3.4,270℃对10ppm浓度的乙醇气体响应时间为15s。产物气敏性能比钒氧化物纳米管有较大提高。 ⑶加入30mg柠檬酸和0.15mmol硝酸铁,以去离子水作溶剂在180℃制备出的氧化铁修饰钒氧化物纳米管表面,发现钒氧化物纳米管不仅有分散的氧化铁颗粒,还有连续的厚度为40nm的连续氧化铁层。其在190℃对10ppm浓度的乙醇气体有响应,并且在270℃对1000ppm浓度的乙醇气体灵敏度为4.4,330℃对1000ppm浓度的乙醇气体灵敏度达到了最大值7.4。在270℃时对10ppm浓度的乙醇气体的响应时间为20s,虽然响应时间有所增加,但综合气敏性能得到提高。 ⑷氧化铁修饰钒氧化物纳米管改善气敏性能的机理表明,纳米管表面在空气气氛中很容易吸附到空气中的氧并与材料交换电子形成O2-、O22-和O2-,从而在钒氧化物纳米管表面形成空间电荷耗尽层,使钒氧化物纳米管中电子减少,表面势垒升高,元件的电隰增大。当通入乙醇气体时,乙醇分子能与器件表面的氧负离子发生反应,氧负离子之前俘获的电子会重新释放回元件内部,钒氧化物纳米管中电子增加,表面势垒减小,元件的电导率增大。在乙醇气氛中,部分Fe3+还原为Fe2+提高了材料的电导率,进一步提高了纳米管的气敏性能。
其他文献
酶作为具有生物催化功能的大分子物质,与生命过程紧密相关。胰蛋白酶作为人体肠道内最重要的消化酶,参与众多的生理过程,其含量异常可能会引起胰腺癌、胰腺炎等众多疾病。乙酰胆
为了探求污水管网最优化设计的计算方法,国内外学者进行了大量的工作,并随着系统分析方法、计算技术和电子计算机的发展,遗传算法作为一种新的全局优化搜索算法,因简单易用,对很多
南四湖流域是南水北调东线工程治污规划中的重点控制流域,为保证入湖河流水质达到南水北调东线工程治污规划的水质要求,保证南水北调东线工程的供水安全,需要对入湖河流流域进行
对于舞蹈来说,钢琴伴奏是一种常见的伴奏形式,用钢琴来伴奏舞蹈,对于钢琴技术以及舞蹈配合方面是一种考验,所以在这个过程中,舞蹈钢琴演奏者的技术必须过硬,并且有一定的艺术
Bi2Sr2Co2Oy氧化物热电材料由于其独特的耐高温、耐氧化特性,引起了广泛关注。单晶Bi2Sr2Co2Oy化合物具有较高的热电性能,但其制备工艺复杂,制备周期长,因此有必要探索其多晶材料
2019年12月27日,2020广东(陈村)花卉旅游文化活动月在广东顺德陈村花卉世界展览中心正式启动,将持续至1月23日.rn在往年基础上,今年的花卉旅游文化活动月进一步丰富内涵、升
期刊
音乐作为一种特殊的艺术,对于提高人们的精神文化素养和放松心情具有非常重要的意义,音乐源于生活,是对生活日常的高度总结,能够在很大程度上引发观众们的情感共鸣,其中,民族
铸造、焊接和粉末冶金等金属材料的制备过程中都涉及一个凝固相变过程。对这类材料来说,液态金属凝固时的结构和性质是决定其凝固组织和性能的一个重要因素。虽然人们对液态金