氧化物半导体主-客体复合材料气敏性能研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:askkwr
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近年来,气体传感技术飞速发展,越来越多的气体传感材料相继问世,其中半导体金属氧化物气体传感器具有灵敏度较高、成本较低、响应恢复速度快、具有长期稳定性和优异的选择性等优点,因此金属氧化物半导体成为制备气体传感器的主要材料。本论文主要采用模板法以及水热法制备出了基于ZnO以及SnO2的主-客体气敏材料,同时研究了所制备材料的相关综合气敏性能,具体研究内容如下:采用模板法和煅烧的方式,制备出一种新颖的单分散的佛甲草花状有序介孔In2O3/ZnO主-客体复合材料。该材料的花状结构颗粒直径约为1.7μm,主要由厚度约为118 nm的纳米片自组装而成,花瓣表面分布着直径约为33.49 nm的有序介孔孔道。这种独特的花状多孔结构使复合材料拥有较大的比表面积,可达到93.644 m2g-1。在室温环境下,花状In2O3/ZnO气敏材料对H2S气体具有优异的气敏响应,对100 ppm硫化氢气体的响应高达10.2,约为纯ZnO基体响应的8.5倍。该材料对硫化氢气体的检出限低至1 ppm,同时还对硫化氢气体具有优异的气体选择性。采用水热法制备出具有规则正八面体结构的多孔ZnO/SnO2主-客体复合材料,八面体颗粒的粒径大小约为2-4μm。保持水热温度为150°C,探究了水热时间对所制备材料的形貌以及气敏性能的影响,当水热时间为16 h时,所制备的ZnO/SnO2气敏材料具有最大的比表面积,可达到90.913 m2g-1。该材料在200°C下对乙醇气体表现出优异的气敏响应,当乙醇气体的浓度为100 ppm时,基于该材料的气体传感器响应可到达17.8,且对1 ppm的乙醇气体响应仍能达到2.35,响应时间仅为2.3 s。该材料对乙醇气体具有良好的选择性。采用水热法和煅烧相结合的方式制备出具有风滚草状结构的多孔ZnO微米球,小球的直径约为8±2μm,比表面积可达到94.137 m2g-1。通过一系列的对比实验确定了ZnO微米球的最佳合成条件,并对所制备的ZnO微米球的形貌以及其对氮氧化物气体的气敏性能进行了分析测试。结果表明基于该材料的气体传感器在180°C下对100ppm氮氧化物气体的响应可达到80.3,检出限低至0.5 ppm,同时对氮氧化物气体具有优异的气体选择性和长期稳定性。
其他文献
作为人体最大的器官,皮肤为我们调节体温,保持体液的平衡。烧伤等一些急性损伤使表皮、真皮等一些附属器官的缺损,引发全身感染,导致皮肤屏障重建困难。急性皮肤损伤导致的大面积创伤由于缺乏适当的组织支架和各种潜在的细胞组合,使其难以自愈。我们需要对这类伤口的愈合进程进行干预治疗。其中,皮肤组织工程必不可少。目前临床上主要的策略是皮肤替代物的移植。然而,由表皮和真皮组成的皮肤替代物仍然存在局限性,例如自体角