氧化锌和二氧化钛基纳米结构材料的制备及气敏性能研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yhmlivefor54
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
一维纳米结构材料具有比表面积大、结晶度高、有序性好以及形貌易于调控等优点,广泛应用于半导体气体传感器。此外,单一敏感材料的性能已不能达到很多行业要求和规范,通过简单的复合方法得到异质结构已成为提高基础材料性能的重要手段。H2是一种可持续的新能源,同时有着易燃易爆的危险特性。为了准确迅速的探测H2泄漏防止火灾爆炸等危险的发生,本文开发了基于TiO2纳米管的高性能复合传感器。首先通过阳极氧化法合成高度有序的纯TiO2纳米管传感器,随后进行浸渍并烧结等步骤得到修饰ZnO纳米颗粒的复合传感器,测试了两种传感器在275℃-375 ℃范围内对20 ppm-300 ppm H2的气敏特性。结果表明复合传感器在不同温度下的响应值都得到了明显提高,且在300℃下,对100 ppm H2响应值和响应时间分别达到了340和13.5s,相较于纯TiO2纳米管样品,灵敏度提高了2.7倍而响应时间降低了2.6倍。此外,两种样品在300℃下响应值和响应时间均与浓度呈现良好的幂律关系。复合传感器性能的提升可主要归功于材料表面异质结的形成。H2S气体是一种应用范围广泛的工业气体,具有很高的毒性,为了准确探测低浓度的H2S泄漏进而防止H2S中毒重大事故的发生,本文通过两步水热方法于Al2O3陶瓷管基底表面直接合成了 ZnO纳米棒材料,并将其浸渍于氯铂酸溶液后烧结得到复合两种不同浓度贵金属Pt的气体传感器,并测试了三种传感器在200 ℃-340 ℃下对ppb级H2S气体的响应。测试结果表明随着复合浓度由0.1mM增大至1mM,传感器响应先增大后减小,复合0.1Mm Pt传感器在260℃下对100 ppb目标气体的响应值达到了23.1,较纯ZnO纳米棒提升了5.8倍,且复合样品明显降低了最大干扰气体NO2的影响,进一步提高了材料的选择性。此外,复合浓度为0.1mM的样品在最适温度下,响应值与响应时间均与气体浓度在双对数坐标下有良好的线性关系。以S=1.2时的浓度作为检测下限(LOD),可以得到复合0.1mM样品的LOD约为10.3 ppb,低于目前报道的很多H2S传感器的探测下限,对其工业推广具有重要意义。最后,总结了本论文研究的主要内容并就未来的发展做出了展望。
其他文献
在丁腈橡胶(NBR)混炼过程中加入氧化锌(ZnO)与甲基丙烯酸(MAA),在橡胶基体中原位生成甲基丙烯酸锌(ZDMA),研究ZDMA对丁腈橡胶-金属粘接性能的影响.实验结果表明:采用原位生成
众所周知,农业科技发展与创新是实现农业现代化的科技保障,而农业科学技术推广是实现技术向生产力转化的重要环节。基层农技推广体系承担着农业技术推广最为艰巨的任务,发挥
随着我国经济社会的快速发展,农业生产中的突发事件时有发生。农业生产中的突发事件对农业生产造成了损害,对环境造成了污染,对新农村建设、农民收入、居民生活、经济社会的健康
聚氨酯(PU)是一种应用广泛的聚合物材料。相对大多数聚合物材料而言,聚氨酯具有良好的耐辐照性能,因而可以应用在一些会受到高能量辐照的环境当中。但在辐照环境中长期使用的聚氨酯,仍然会快速老化导致其使用寿命缩短可靠性下降。为了提高聚氨酯在辐照环境下的使用寿命和可靠性,在本文中首次将具有优异自由基清除能力的聚多巴胺纳米颗粒(PDAPs)作为抗辐照填料添加到聚氨酯中,以提高聚氨酯的耐辐照性能。由于目前还没
目的探讨斜位透视置入远端锁钉在股骨干骨折交锁髓内钉固定术中的临床应用疗效。方法对使用交锁髓内钉固定的股骨干骨折96例进行回顾性分析,均采用斜位透视法置入远端锁钉,通
土地是人类生存和经济社会发展的重要基础,耕地作为土地的精华,是粮食安全、国家安全和社会稳定的重要保障。提高耕地利用效益,是保证粮食安全、实现可持续发展的关键。因此,开展
水泥混凝土路面由于其刚性及抗弯强度非常高,同时又具有良好的抗疲劳性能,从而得到了广泛的应用。虽然混凝土道路具有良好的性能,但其使用状况却不理想,这主要是由于混凝土道
过度捕捞、环境污染使得渔业资源严重衰退。传统管理手段面对现实难题显得束手无策。在这一背景中,渔业配额制度应运而生。配额制度是以渔业资源的最大可持续生产量为依据、限
伴随城市化进程的加快和人口的快速增长,人类利用土地的范围不断扩张,土地利用的程度和强度不断加剧,人地矛盾日益突出。此外,由于各类建设占用、灾毁和利用方式不当,导致我
艺术史不仅是历史的产物,也是艺术史家建构的产物。中国艺术史的构建,不仅是中国大陆本土学者的职责,也是全球华人艺术史学者极为关注的重大事项。对于中国书画艺术的认识与