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金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器因其较低的价格、较高的响应值、较短的响应和恢复时间等诸多优势而受到人们的普遍关注。而原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFTS)技术可模拟现实条件下气体与气敏膜界面的反应及其进程,进而为研究其气敏机理提供理论基础。本文首先采用水热法合成了SnO2和SnO2/rGO两种气敏材料,然后采用丝网印刷技术制备了SnO2和SnO2/rGO两种气体传感器,接着研究了这两种气敏传感器对乙醚、四氯乙烯、丙烯腈、乙腈、乙胺和三氯乙烯六种有毒气体的气敏性能,最后采用in situ DRIFTS技术研究了这六种有毒气体分别在SnO2和SnO2/rGO气敏膜界面的吸附和化学反应过程,得出了如下主要结论:(1)水热法合成的SnO2和SnO2/rGO两种气敏膜的SnO2晶体结构均为金红石结构;前者的比表面积为143.702 m2/g,后者的比表面积为187m2/g。(2)SnO2/rGO和SnO2气敏材料对于乙醚气敏性能的最佳工作温度均为380℃,浓度检测极限均达1ppm。在最佳工作温度下,SnO2/rGO与SnO2相比,其对乙醚的气敏值高,且响应恢复时间短。In situ DRIFTS测试结果表明:CH3CH2·、CH3CH2O·、CH3CH2OH、HCHO、CH3CHO、C2H4、H2O和CO2均在SnO2/rGO和SnO2气敏膜表面生成。(3)SnO2/rGO气敏材料对于四氯乙烯气敏性能的最佳工作温度为350℃,而SnO2的气敏性随温度升高一直升高,浓度检测限均可达1ppm。在350℃,SnO2/rGO对四氯乙烯的气敏值比SnO2高,且其响应恢复时间较SnO2的短。In situ DRIFTS测试结果表明:TCAC、COCl2、Cl2和CO2均在SnO2/rGO和SnO2气敏膜表面生成。(4)SnO2/rGO气敏材料对于丙烯腈气敏性能的最佳工作温度为380℃,而SnO2的气敏性随温度升高一直升高,浓度检测限均可达5ppm。在380℃,SnO2/rGO对丙烯腈的气敏值比SnO2高,且其响应恢复时间较SnO2的短。In situ DRIFTS测试结果表明:CH2=CH-CONH2、CH2=CHCOOH、-NCO、NH3、N2、H2O和CO2均在SnO2/rGO和SnO2气敏膜表面生成。(5)SnO2/rGO气敏材料对于乙腈气体敏感的最佳工作温度为380℃,而SnO2的气敏性随温度升高一直升高,浓度检测限均达1ppm。在380℃,SnO2/rGO对乙腈的气敏值比SnO2高,且其响应恢复时间较SnO2的短。In situ DRIFTS测试结果表明:CH3O、CH2CNH、CHOO、HCN、H2O和CO2均在SnO2/rGO和SnO2气敏膜表面生成。(6)SnO2/rGO和SnO2气敏材料对乙胺气体的气敏值在研究的室温—400℃温度范围内一直增大,检测浓度限均为1ppm。400℃时,SnO2/rGO与SnO2相比,其对乙胺的气敏值高,且响应恢复时间短。In situ DRIFTS测试结果表明:CH3CN、CH3O、H2O和CO2均在SnO2/rGO和SnO2气敏膜表面生成。(7)SnO2/rGO和SnO2对三氯乙烯的最佳工作温度均为300℃,浓度检测限均为5ppm。300℃下,SnO2/rGO与SnO2相比,其对三氯乙烯的气敏值高,且响应恢复时间短。In situ DRIFTS测试结果说明,DCAC、CH2ClCOO-、COCl2、HCl、CO2、CO、H2O、Cl2均在SnO2/rGO表面生成。