ZnO与α-Fe2O3复合材料的可控合成及气敏性能研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wsw62084751
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
金属氧化物气敏传感器是以金属氧化物材料为气敏元件的传感器,其气敏性能与材料的形貌、结构和组成等密切相关。金属有机骨架化合物(MOFs)具有孔径可调、比表面积大等优点,以其为模板可控制合成多孔金属氧化物材料,同时为气体在材料中的扩散与传输及电子传导提供通道,增强其气敏性能。本论文以Zn-MOFs为模板,可控合成系列ZnO多孔材料,以Fe-MOFs为模板合成了系列ZnO/α-Fe2O3多孔纳米棒异质结构,及Ce3+掺杂的α-Fe2O3复合材料。研究了不同结构材料的气敏性能差异,并提出了其气敏机理。主要有以下研究内容:1.以Zn(Ac)2·6H20为反应原料,FMA为配体,不同链长的醇为反应溶剂合成了系列Zn-MOF前驱体,经高温锻烧得到了相应的多孔ZnO,产物基本保持了前驱体原有的形貌。结果表明,改变FMA的加入量和溶剂的种类对产物的形貌有重大影响。随着FMA加入量的增大,多孔ZnO的形貌逐渐由带状变成花状最后变成棒状。改变溶剂链长后可得系列尺寸及形貌可调的ZnO产物(花状、刺球状、球状),研究了体系中三种典型形貌ZnO的气敏性能,对于1000 ppm的丙酮气体,样品灵敏度分别达到49.83(R1)、48.38(R2)和33.61(R3)。样品R1的气敏性能最高,主要归因于其相对较高的氧空位(Ov)含量(38.42%)和较大的比表面积(26.76m2g-1)。2.以棒状α-Fe203为模板Zn(Ac)2·6H20为反应原料,FMA为配体,甲醇和水为混合溶剂,多次浸泡法首先合成Zn-MOF/oa-Fe2O3前驱体,经高温锻烧后得到ZnO/α-Fe2O3多孔纳米棒异质结构。通过调节浸泡的次数得到不同ZnO负载量的ZnO/α-Fe2O3多孔纳米棒。气敏实验结果表明,样品ZnO/α-Fe2O3-S3对1000 ppm的丙酮气体响应最好,达到33.18,与棒状α-Fe2O3(3.27)相比灵敏度提高了 10倍。ZnO/α-Fe2O3的异质结构有利于电子从ZnO流向α-Fe2O3,在α-Fe2O3端产生电子累积层,吸附更多氧气分子,从而提高了其气敏性能。3.以FeC13和Ce(NO)3·6H20为反应物,HMTA为配体,乙二醇为反应溶剂,经溶剂热法及后续高温烧结合成了系列Ce3+掺杂α-Fe203纳米复合材料。结果表明Ce3+掺杂后α-Fe203纳米结构形貌由带状转变成片状。探究了不同Ce3+掺杂含量对气敏性能的影响。实验表明,不同含量Ce3+掺杂后的α-Fe203纳米复合材料均对丙酮气体有更高的灵敏度和选择性,其中样品R1对1O00 ppm的丙酮气体响应最好,达到15.31,约是α-Fe203(6.74)的2.27倍。Ce3+掺杂增加了α-Fe203内部的氧空位含量,降低其自身电阻,提高了其气敏性能。
其他文献
孟加拉湾热带气旋是造成我国低纬高原地区强降雨的天气系统之一,在其主体环流尚未到登陆之前,就可以在低纬高原地区造成远距离降雨过程。本文采用NCEP再分析资料、ERA-Interim再分析资料、中国气象局台站降水资料、以及JTWC最佳路径资料,识别出1981—2012年间孟加拉湾热带气旋在我国低纬高原地区引起的远距离强降雨事件(predecessorrainevent,PRE)21例,PRE事件发生频
混沌键控技术是无线通信领域中快速发展的技术之一。混沌键控技术具备较强的抗干扰性和安全性,使其成为了研究热点。相关延迟移位键控(Correlation Delay Shift Keying,CDSK)
设备对设备(Device to Device,D2D)通信由于发送功率低,传输效率高而得到广泛应用。虽然5G技术发展迅速,但终端互联设备的增加,数据量的增长都使得智能终端的能耗增加。同时,
“物质的量”计算是高中化学计算中最基本的计算,也是最核心的计算。同时,“物质的量”是高一学生学习的第一个重点和难点,根据作者了解的情况学生对“物质的量”计算掌握较
随着计算机、数字图像处理、传感器等技术的迅速发展,基于计算机视觉的表面缺陷检测已成为机器视觉应用领域的研究热点之一。目前,相关研究大多都采用图像处理或者机器学习等
大气污染问题日益严峻且复杂多变。作为大气污染的主要构成部分,挥发性有机物(Volatile Organic Compounds)的有效降解处理引起了社会的广泛关注。甲胺是常见的一类含氮污染物,且对大气环境与人的身体健康均有重大影响。甲胺的光催化降解情况对其它的VOCs,尤其是有机胺的降解存在重大意义。而光催化技术是解决VOCs污染的一类经济环保的方法。在众多光催化剂中,TiO_2因其光催化性能优、
概率模型由于其灵活的表达形式成为当前广泛使用的密度估计和聚类工具之一。目前,随着因特网技术的快速发展,信息化数据呈现出爆炸式增长,如何将概率模型应用于大规模数据集
人们开发了多种匿名工具来保护自身隐私,然而,由于其卓越的匿名性,这些匿名工具也成为了不法分子犯罪的温床,给网络安全带来了极大威胁。己有多种研究致力于识别匿名用户身份
目前中国已建成约7000座大型储罐,石油储罐单罐容量最大可达到20×10~4m~3。危险品储存的容量越大,危险程度越高。预防大型储罐火灾和爆炸事故的发生是储油罐区安全工作的重
在高等教育由大众化向普及化迈进的时代背景下,大学治趋势逐渐由行政主导转向民主与多元。并且随着大学治理能力现代化改革的不断推进,学生参与大学内部治理成为当下一个热点