金属氧化物半导体气敏膜的制备与修饰

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yxjisg
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
气体传感器的气敏特性主要取决于其气敏材料的性能。对于已应用于生产生活中的金属氧化物半导体气敏膜的改性与修饰鲜有报道。本文则从此出发,选取已应用于工业生产中的SnO2气敏膜、WO3气敏膜和Pd-SnO2气敏膜作为改性修饰对象,对SnO2气敏膜、WO3气敏膜采用有机小分子半导体酞菁铜进行了改性,对Pd-SnO2气敏膜采用聚偏氟乙烯微孔膜进行了宏观结构修饰。本文主要研究内容如下:工作中通过浸渍组装过程制备了CuPcTS/SnO2复合膜。P型的CuPcTS分子均匀的吸附在n型的SnO2膜表面并形成了p-n异质结。由于将CuPcTS分子对NO2在低温下的高吸附能力结合了SnO2膜的高电导率和优良的稳定性,因此CuPcTS/SnO2复合膜气敏性能表现出了显著的提升,并对ppb级别的NO2有高灵敏度和高选择性。CuPcTS/SnO2复合膜对1 ppm NO2的响应值为2400几乎是原始SnO2膜的24倍。基于最小平方法所拟合的线性关系,CuPcTS/SnO2复合膜的检测极限(信噪比为3)接近40 ppb。此外,CuPcTS/SnO2复合膜的NO2选择性也显著的提高了。纯SnO2膜对1 ppm NO2的响应值分别是50 ppm CO和SO2的5倍和10倍。然而,在相同浓度下复合膜的响应值分别是60和50倍。CuPcTS/SnO2复合膜对ppb级NO2超高的灵敏度和选择性表明了其在室内和室外检测NO2浓度避免空气污染方面的光明前景。同样通过浸渍组装过程制备了CuPcTS/WO3复合膜。CuPcTS/WO3复合膜气敏性能与CuPcTS/SnO2复合膜一样表现出了显著的提升,并对ppb级别的NO2有高灵敏度和高选择性。CuPcTS/WO3复合膜对0.1 ppm NO2的响应值为92是原始WO3膜的5.4倍。基于最小平方法所拟合的线性关系,CuPcTS/WO3复合膜的检测极限(信噪比为3)接近70 ppb。CuPcTS/WO3复合膜的NO2选择性同样获得显著的提高。实验测得WO3膜对0.1 ppm NO2灵敏度分别是50 ppm CO和SO2的13倍和10倍,但在相同的浓度下的Cu Pc/WO3复合膜响应分别是83和90倍。通过SnO2膜与WO3膜气敏性能提高可以看出,Cu Pc可以在显著提升室温下n型金属氧化物半导体对NO2的灵敏度与选择性。这种选择性的提升是由于Cu Pc分子在金属氧化物表面与金属氧化物形成电子转移通道,导致NO2在Cu Pc分子表面的吸附与解吸会导致金属氧化物半导体内部的电子转移导致材料的气敏性能获得提升。通过超声辅助法制得了Pd-SnO2纳米颗粒,实验检测发现材料在0RH%150℃下具有良好的H2检测性能,但Pd-SnO2的气敏性能随空气湿度增加严重下降,其在100 RH%下对50 ppm H2会损失70%的灵敏度,并随检测气体浓度增加,其灵敏度损失增加,至500 ppm时其灵敏度损失达到82%。采用相分离方法,在Pd-SnO2气敏膜表面沉积出多孔PVDF膜以改良其在高湿度空气下的表现。经检测,具有PVDF-Pd-SnO2气敏膜所具有的抗湿能力相对比PdSnO2气敏膜具有良好的提升,其在100 RH%下灵敏度损失为22%并且其灵敏度损失随H2浓度降低,至500 ppm时其灵敏度损失为12%,但PVDF-Pd-SnO2气敏膜同样具有整体灵敏度低的缺陷,相对于Pd-SnO2气敏膜其在干燥环境下灵敏度降低了12。
其他文献
目的:研究对接受化疗的乳腺癌患者实施综合护理的效果。方法:采用随机数表法将2016年6月至2018年2月期间在中山大学附属第五医院接受化疗的46例乳腺癌患者分为matched组和obs
随着时代的快速发展,在信息化时代我国的教育模式和教学方法也发生了转变。信息技术与初中化学教学之间的相互交融与相互补充,使初中化学教学取得了飞速的发展,为我国的素质
俄罗斯学者温达瑟诺夫谈第二次世界大战的性质俄罗斯《政治研究》杂志1995年第3期刊载了俄罗斯科学院比较政治学研究所研究员、历史学博士伊·努·温达瑟诺夫的一篇文章,题
Fujicolor Super G Plus彩色胶片多年来富士一直是更新换代频率最高的胶片制造厂家。两年前推出的富士彩色SuperG底片系列,标定感光度有ISO100,200和400。在当时所有彩色底片中,它是颗粒性和锐度最好的胶片,但极度的
布兹加林教授谈社会主义问题俄罗斯亚·布兹加林教授在1994年第2期《选择》杂志上发表题为《社会主义:危机的教训》的文章,谈他对社会主义的一些看法。现将部分观点摘译如下:发展
<正> 1.前言摄谱仪是一种研究照相乳剂对各种波长的光波能量响应的仪器,尤其是在研究光谱增感剂方面更是必不可少的仪器,也是对胶片光谱灵敏度性能指标测定的基本仪器。目前
医疗行业所提及的危急值(Critical Value),通常是指检验或者检查结果超出了严重超出设定的范围。此时患者可能正处于极度危险的边缘状态,临床医生在第一时间得到这些检验检查
<正> 多年来,感光化学工业一直表现出对安全、健康的环境的责任感。但由于改进是逐步进行的,同时又缺乏大型广告及宣传,其效果很容易被人们忽视。对感光材料的研究发现:过去
词语在母语中具有生态性,在中介语中同样如此。如何对中介语中词语的偏误生态进行不同层面的规模描写,为CSL课堂教学、教材编写和词典编纂提供全面、细致、有价值的信息,是对
彩色感光材料问题咨询(一)中原问:彩色感光材料问世以来,绚丽多彩的世界万物被忠实地记录在人们面前,极大地丰富了人类文化生活,同时也为世界各国国民经济建设做出了巨大贡献,请简要