硫基金属材料的制备及其气敏性能研究

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乙醇(C2H5OH)气体对人的中枢神经系统有危害,会削弱中枢神经系统的功能,从而使人们大脑运转变得迟钝,会对人体判断和人体反应能力造成影响,并且乙醇是极易燃易爆气体,对低浓C2H5OH气体进行监测,对于我们的生命安全意义重大。虽然现如今金属氧化物是气敏传感器领域的主要材料,但金属硫化物气敏材料制备工艺简便、成本低廉以及有着很好灵敏性与响应恢复特性,所以对金属硫化物在气敏传感器领域运用的研究也有着重大意义。为了实现以良好的气敏性能检测环境中的乙醇气体,本论文采用溶剂热法合成形貌不同的CdS,SnS2和MoS2材料,对其进行扫描电镜(SEM)、热重(TG)、X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积(BET)等表征。并将其制成传感器件对C2H5OH等气体进行测试,提出了对C2H5OH气体的敏感机理。
  本文采用溶剂热法,以较佳的制备工艺160℃下反应24h,得到直径约为7μm,比表面积为27.04m2·g-1的CdS微球。将其制成传感器对100ppm的C2H5OH气体进行气敏测试(200℃下),灵敏度为13.07,且具有较好的稳定性。
  采用溶剂热法,以较佳的制备工艺180℃反应24h,得到尺寸为5μm的花状SnS2材料。该传感器的最佳工作温度为100℃,100ppm的C2H5OH灵敏度为3.39,并且掺杂石墨烯合成花状SnS2/rGO材料,其对100ppm乙醇气体的响应值达7.85,相比于花状SnS2材料恢复时间和灵敏度有了很大的提升。
  采用水热法,以较佳的制备工艺220℃反应24h,得到直径约为500nm且比表面积为17.47m2·g-1的MoS2纳米花材料。对100ppm的C2H5OH气体进行气敏测试,该传感器在200℃的最佳工作温度下灵敏度为4.05,具有较好的稳定性与抗湿性。并且提出了材料的气敏机理为表面吸附氧过程,反应最终产物为CO2与H2O。
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