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当前的大气污染问题十分严重,人们对于高敏感高响应的气敏传感器的需求十分迫切。金属氧化物半导体气敏传感器具有应用范围广泛,敏感度高,测试条件简单方便等优点,是理想的气体检测设备。金属氧化物的气敏反应依赖于发生在固气界面的气敏催化反应,这一反应与金属氧化物的比表面积,颗粒尺寸大小,多孔结构以及缺陷,异质界面等微结构特性关系紧密。本论文关注金属氧化物微结构特性对气敏性能的影响,利用静电纺丝技术,通过对SnO2纳米管的微结构进行调控,建立了材料微结构特性与其气敏性能之间的联系。首先对静电纺丝方法制备的SnO2纳米管的形成机制进行了研究。实验证明PVP/SnCl2电纺纤维在烧结过程中经历了实心纤维-管中线结构-管状结构这一系列变化。通过将对烧结产物以及挥发产物的分析与形貌变化相结合,将SnO2纳米管的形成归结于PVP辅助的奥斯瓦尔德熟化机理。利用这一原理,对电纺纤维的烧结温度进行控制,可以得到的SnO2纳米管中线和纳米管。气敏测试发现SnO2纳米管中线对甲苯表现出良好的响应,而SnO2纳米管则对甲醛的响应较好,这说明SnO2不同的构型会影响气敏选择性。为研究SnO2的缺陷对气敏性能的影响,将Al离子掺杂入SnO2纳米管来研究氧空位缺陷与气敏性能的关系。随着Al掺杂量的增加,尽管其晶粒尺寸未受影响,SnO2的氧空位数量逐渐增加。在Al掺杂量为8%时,SnO2氧空位的数量最高,与此同时,该材料对甲醛表现出最高的气敏响应。实验证明Al掺杂的SnO2纳米管的气敏性能随氧空位的多少而变化,建立了SnO2的气敏性能与氧空位的联系。为减小由电纺技术制备的SnO2纳米纤维的晶粒尺寸,提升其气敏性能,将Si掺杂工艺应用于SnO2纳米管中线的制备中。实验证明,Si掺杂对SnO2的晶粒尺寸产生明显影响,1%Si掺杂的SnO2的晶粒最小,并且在低工作温度120°C下对甲醛表现出极高的气敏响应以及较快的响应和回复速度。此外,还研究了CeO2表面修饰对SnO2纳米管中线的气敏性能的影响。CeO2通过电子敏化作用,在局部增加的电子耗尽层的深度,提高了SnO2气敏性能。本研究为研究稀土元素在气敏材料的表面催化反应中的作用提供新的依据。