分等级ZnO/石墨烯复合材料合成及气敏性质的研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Luke_ibox
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环境中有毒有害气体危害人类的身体健康并且不易被人们所察觉,因而借助气体传感器进行探测尤为重要,寻找灵敏度高的纳米材料制作气体传感器是一个重要研究课题。石墨烯是一种功能型材料,具有高的电子迁移率、强的吸附性和高的热稳定性等特点,石墨烯这些理想特性源自于其独特的二维结构和特殊的带隙。特别是功能化的石墨烯,在克服其本身由于量子效率低引起的性能瓶颈方面表现优异。选择氧化锌作为主体,结合其分等级结构优势并复合石墨烯来增强材料性能,最终开发出高性能的氮氧化物气体传感器是本文的主要研究方向。  本文中研究内容分为两个主要部分,第一部分是:通过PEG400作为表面活性剂,用一步溶剂热的方法合成了分等级ZnO纳米棒复合石墨烯海胆状中空球,并研究了氧化锌与石墨烯不同配比的复合材料的气敏性能,研究这几种复合材料在室温下对不同浓度的二氧化氮气体的气敏响应,发现在1.1g醋酸锌中加入石墨烯30mg进行复合在室温下对二氧化氮有最高的灵敏度。第二部分是:结合本研究组前期工作基础,利用草酸(H2C2O4)辅助的温和的水热方法,合成由纳米片组装成的分等级多孔的花状ZnO。通过二次水热的方法复合还原石墨烯,最终得到多孔分等级花状ZnO/石墨烯复合材料,通过组分调控,找到了最佳配比发现石墨烯与氧化锌复合比例为0.05mg:0.74g时在174℃下对浓度为1ppm二氧化氮具有较高的响应和较快的恢复速度。
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