【摘 要】
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气敏传感器在易燃易爆及有毒危险气体检测领域得到了广泛的应用,在日常生产生活中发挥着重要作用。气敏材料作为气敏传感器的核心部件,是气敏传感领域的重点研究对象。金属氧化物半导体材料具有敏感性好、结构稳定、易制备和环保等优点,在气敏传感器领域有着广泛的应用。如何制备出高敏感性气敏材料一直是研究者不懈的追求。Sn（MoO4）2半导体是一种新型三元金属氧化物,在锂电池、光催化等领域具有广阔的应用,但很少用于
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气敏传感器在易燃易爆及有毒危险气体检测领域得到了广泛的应用,在日常生产生活中发挥着重要作用。气敏材料作为气敏传感器的核心部件,是气敏传感领域的重点研究对象。金属氧化物半导体材料具有敏感性好、结构稳定、易制备和环保等优点,在气敏传感器领域有着广泛的应用。如何制备出高敏感性气敏材料一直是研究者不懈的追求。Sn（MoO4）2半导体是一种新型三元金属氧化物,在锂电池、光催化等领域具有广阔的应用,但很少用于气敏传感器。本课题通过对Sn（MoO4）2及其Ni2+掺杂物的研究,发现这种材料对乙醇气体十分敏感,具体研究内容和结果如下:采用冰浴共沉淀法合成了Sn（MoO4）2的前驱体,XRD分析表明其前驱体是非晶结构,但经高温热处理后得到的Sn（MoO4）2是晶态的。气敏测试结果表明,纯Sn（MoO4）2对500 ppm乙醇的响应为194,对应的工作温度为280°C,且对乙醇气体具有良好的气体选择性。采用Ni2+对Sn4+进行替位掺杂,改善了Sn（MoO4）2样品的形貌和气敏性能。FESEM分析表明,纯Sn（MoO4）2为块状团聚物,Ni2+掺杂后的样品为松散的纳米颗粒。当Ni2+掺杂量为10 mol%时,Sn0.9Ni0.1（MoO4）1.9对乙醇气体最敏感,对500 ppm乙醇的气敏响应值高达975,对应的工作温度为260°C,且具有良好的响应-恢复速度、气体选择性和长期稳定性。机理研究表明,Sn0.9Ni0.1（MoO4）1.9具有良好气敏性能的原因与以下三个方面有关:（1）Sn（MoO4）2中的O55)（）-（5）（Mo5）5)((-（5）O类共轭结构使其具有较高的活性,有利于电子转移;（2）与其它金属氧化物相比,Sn（MoO4）2分子中“氧原子/金属原子”比值大（即氧含量更高）,能为乙醇气体提供更多的吸附位,有利于气敏反应;（3）Ni2+对Sn4+替位掺杂使Sn0.9Ni0.1（MoO4）1.9中产生Ni’’Sn带负电缺陷（能提供更多电子）,在气敏反应中有利于更多氧负离子（O2-、O-）的形成。综上,本课题采用冰浴共沉淀法制备了Sn（MoO4）2前驱体,通过高温热处理得到晶体Sn（MoO4）2,并通过Ni2+掺杂显著提高了其气敏性能。本课题所做的探索为Sn（MoO4）2气敏性能的进一步研究提供了一定的参考价值,有助于拓展Sn（MoO4）2材料在气敏传感器领域的应用。
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