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挥发性有机化合物(VOCs)是空气污染物的主要成分,它能引发光化学烟雾、癌症、畸形和突变,严重危害生态环境和人类健康。对VOCs进行实时有效的监测已刻不容缓。因此,研究与开发合适的气体传感器具有重要的科学意义与实际应用价值。SnO2是在气体传感器方面被广泛研究并商业化应用的金属氧化物半导体,但其灵敏度和对特定气体的选择性有待进一步提高。过去的研究发现,在SnO2纳米材料表面构建异质结构可以显著地提高其灵敏度并改善选择性。本文采用水热法获得了p-n型NiO-SnO2复合材料,并测试其对几种常见的VOCs气体的敏感特性。主要研究内容和结论如下:1.先用水热法合成C@SnO2,再用四乙基氢氧化铵做沉淀剂通过化学沉淀法合成C@Ni(OH)2-SnO2,最后煅烧得到NiO-SnO2复合材料。采用XRD、BET对制备的复合材料进行表征。结果表明:制备的Ni掺杂SnO2样品为纳米材料,晶粒尺寸小于10 nm。镍的掺杂量为10 mol%的SnO2气敏元件对甲苯有较好的气敏性能,在最佳工作温度400℃下,其对100 ppm甲苯气体的灵敏度为18.1,与纯二氧化锡气敏元件的灵敏度(8.7)相比,提高了1倍。其他Ni掺杂浓度的复合材料对被测气体的灵敏度并未被提高。2.先用水热法合成C@SnO2,再用尿素作均相沉淀剂通过二次水热合成C@NiO-Sn O2,最后煅烧得到NiO-SnO2/SnO2复合材料。采用XRD、TEM和BET对其结构和形貌进行表征。所制备的复合材料均是四方晶系金红石型SnO2结构,比表面积大,晶粒尺寸在10 nm左右。对于Ni掺杂的SnO2复合材料,Ni的掺杂量较低(12 mol%)时有利于提高其气敏性能,但是镍的掺杂浓度进一步增加灵敏度反而降低。Ni掺杂量为1 mol%和2 mol%的SnO2的复合材料在低温下对正丁醇和甲醛表现出非常高的灵敏度响应,并且有极好的选择性。3.先以尿素为均相沉淀剂用水热法合成C@NiO,然后再以尿素为均相沉淀剂通过二次水热合成C@NiO-SnO2,最后煅烧得到NiO-SnO2复合材料。采用XRD、SEM、EDS、BET表征手段对制备的样品进行表征和分析,并对其气敏性能进行了研究。结果表明:Ni掺杂量为25 mol%和33 mol%的SnO2的复合材料中的Ni2+进入到SnO2晶格形成固溶体而没有出现NiO特征峰。所合成的复合材料比表面积在70.1104.5 m2/g之间,且比表面积随Ni掺杂含量的增加而变大。Ni掺杂量为25 mol%的SnO2的复合材料对正丁醇有较好的选择性。