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二氧化硫(SO2)的大量排放对环境造成了严重污染,采用有效手段动态监测SO2的含量则是控制SO2排放的根本保证。由于现行SO2监测方法存在诸多问题,迫切需要价格低廉、灵敏度高、选择性好、抗电磁干扰能力强、可实时在线监测SO2的新型传感技术。多孔硅是一种具有以纳米硅原子簇为骨架构成的海绵状结构、比表面积高和生物相容性好的新型功能材料,正日益受到人们重视。本文以不同掺杂类型的单晶硅片作为研究对象,采用电化学阳极氧化法制备多孔硅并对其进行稳定化处理,利用多种仪器对多孔硅的理化性质、结构、SO2传感性能等进行实验研究。主要的工作和结论如下: 1) 研究了不同掺杂类型、电化学阳极氧化条件和稳定化处理方法等对多孔硅性能的影响;采用荧光光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FT-IR)等仪器表征多孔硅的膜厚、孔隙率、表面形态、结构、光致发光、耐蚀性等性质;获取了多孔硅最佳制备工艺条件和稳定化处理条件。 2) 开展了多孔硅对SO2传感的定性、定量研究,证明新鲜浸蚀的多孔硅和稳定化处理的多孔硅均对SO2气体表现出良好的光激荧光猝灭特性,多孔硅荧光峰猝灭幅度与SO2浓度之间呈正相关;根据SEM、耐碱性实验和SO2传感实验结果可知,n-Si制备的多孔硅经稳定化处理后膜层完整、不炸裂、稳定性好、传感SO2气体灵敏度高,比p-Si更适宜作为环境中SO2气体的传感材料。3) 计算了不同实验条件下的Stern-Volmer 常数KS数值的大小。当SO2浓度在0-0.25mL·L-1范围时,多孔硅传感过程服从Stern-Volmer方程。其中:经紫外(UV)光氧化处理的多孔硅的Stern-Volmer常数为0.5;经氢化硅烷化处理的多孔硅的Stern-Volmer常数为0.7。当SO2浓度较高时,多孔硅传感SO2的过程不符合Stern-Volmer线性方程。4) 环境中的NOx、COx、N2等基本不干扰二氧化硫测定,即多孔硅对SO2呈现良好的选择性。