【摘 要】
：
金属氧化物半导体（MOS）是一种有前途的气体传感材料,单一的MOS材料存在选择性差、工作温度高、灵敏度低等问题。异质结的构筑是改善MOS气敏性能的一种有效策略。本文以异质结的构建为出发点,以降低工作温度为目的,分别以金属氧化物Co3O4和复合金属氧化物半导体Bi2WO6为基体,制备g-C3N4/Co3O4、CeO2-Co3O4、g-C3N4/Bi2WO6三种异质结复合材料,探究不同异质结强化方式对
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目（22165001和52002088）； 广西自然科学基金面上项目（2018GXNSFAA294001）； 广西科技重大专项项目（桂科AA19254022）； 崇左市科技项目（FA2020003）；
论文部分内容阅读
金属氧化物半导体（MOS）是一种有前途的气体传感材料,单一的MOS材料存在选择性差、工作温度高、灵敏度低等问题。异质结的构筑是改善MOS气敏性能的一种有效策略。本文以异质结的构建为出发点,以降低工作温度为目的,分别以金属氧化物Co3O4和复合金属氧化物半导体Bi2WO6为基体,制备g-C3N4/Co3O4、CeO2-Co3O4、g-C3N4/Bi2WO6三种异质结复合材料,探究不同异质结强化方式对材料气敏性能产生的影响,具体研究工作如下:一、采用热解金属有机框架（MOFs）法制备具有丰富孔结构的中空十二面体Co3O4颗粒,并将其与二维石墨相氮化碳（g-C3N4）复合制备具有异质结的g-C3N4/Co3O4复合材料,用于丙酮气体的传感检测,探究材料的组成、结构特点和气体传感之间的关系。研究结果表明,0.04 g g-C3N4/Co3O4在工作温度为200℃条件下,对50 ppm丙酮的灵敏度响应值为140。该种材料对丙酮的检测限为700 ppb,且表现出良好的稳定性和选择性。二维g-C3N4与Co3O4的复合形成耗尽层,阻碍了载流子的扩散,降低了电子-空穴复合的概率,使材料表面有更多的载流子参与到材料与目标气体的氧化还原反应当中,从而使气敏性能显著提高。该方法为MOFs法衍生的MOS与g-C3N4之间异质结的构造提供了新的思路,也可为丙酮气体传感器在环境监测和医学诊断方面的应用提供重要参考。二、采用热解法成功制备了具有p-n异质结的CeO2-Co3O4多孔笼状复合材料,并对材料的成分、结构特征与气体传感之间的关系做了系统的研究。结果表明,7%CeO2-Co3O4在180℃下对50 ppm丙酮气体的响应值为170,是纯Co3O4的3.2倍,并且表现出良好的稳定性和选择性。p-n异质结以及Ce4+/Ce3+的相互转换,使更多的电子释放到材料表面与氧气接触,从而产生更多的吸附氧与丙酮分子接触。此外,中空和多孔的结构使材料具有更大的比表面积（103.92 m~2/g）和丰富孔结构,为丙酮提供了更多的吸附位点,从而使氧化还原反应更充分。该项研究内容也为新型丙酮气体传感材料的研发提供重要参考。三、通过氧化刻蚀法和水热法制备了由薄纳米片自组装成的具有S型异质结构的花状g-C3N4/Bi2WO6复合材料,用于光诱导室温检测乙醇气体。研究表明,基于0.01 g g-C3N4/Bi2WO6的传感器在室温时375 nm光照下对50 ppm乙醇气体的响应值为164c响应时间为36 s,恢复时间为199 s。优异的气敏性能归因于:（1）S型异质结有效地抑制了电子-空穴对的复合。（2）g-C3N4和Bi2WO6被光激发产生光生电子-空穴,光生电子和空穴与O2和O2-之间的循环反应延长了电子的寿命,提供更多的吸附氧离子与乙醇气体反应。该工作为实现高灵敏度的室温光诱导乙醇气体传感器提供了一种可行的方案。
其他文献
为实现碳达峰、碳中和目标,除加大节能减排力度之外,还需进一步加强对CO2、CH4等温室气体的资源化利用。甲烷干重整（DRM）利用CO2和CH4两种温室气体生产高价值的H2和CO的混合气,在科学和工业领域都受到广泛的研究。Ni基催化剂是应用最广泛的非贵金属催化剂,虽其催化活性较高,但在高温反应过程中易产生积碳导致催化剂失活,影响其工业化应用。本文以γ-Al2O3作为载体,采用“双溶剂”法制备Ni/γ
在水污染成为世界性环境治理难题的今日,膜分离技术由于绿色无污染、操作简便、无相变等特点从众多水处理工艺中脱颖而出,成为了认可度较高且最有前途的应用技术。无机膜由于具有化学稳定性与热稳定性好、强度高、不易被污染和可重复使用等优点而被广泛应用。目前,无机膜的制备方法仍以烧结工艺为主,烧结过程既是膜成型的关键,能使陶瓷膜粘接的更加紧密;同时烧结过程中的高温可以将预先添加的造孔剂分解以形成孔道。但这一过程
超级电容器作为一种新型的储能器件,相比于传统的蓄电池、锂离子电池、燃料电池等,具有大功率密度、快速充放电和优异的循环稳定性等优点,已经在新能源汽车、航空航天、工业电力等众多领域占有重要的地位。超级电容器性能主要取决于电极材料,因此研究新型的超级电容器电极材料是近年来的一个热点。过渡金属化合物拥有较高的理论比容量和多种电化学反应活性,在储能领域受到了广泛的研究和发展。与碳材料相比,过渡金属化合物机械
在学习过程中,每个学生的学习进度不同,而浓厚的学习兴趣是推动学生进步的秘诀。兴趣是学生最好的老师,也是学生学习的动力。研究表明,学生在学习兴趣浓厚时,会积极、高兴地去求学,而学生在学习不感兴趣的内容时,会听不进去,出现厌学心理甚至变得情绪低沉。双减背景下老师应以培养学生的学习兴趣为目标,然后通过改善教学方式提高教学质量。因此,对如何培养学生的学习兴趣提出几条建议。
氢能因具有安全环保和高热值的特性,被认为是一种理想的可再生能源。电解水是一种高效的制氢技术,但由于其阳极的析氧反应（OER）是一个复杂的四电子过程,其反应动力学缓慢,极大地限制了电解水效率。贵金属（如Ir和Ru）是相对高效的OER催化剂,但其低储量和高成本不利于规模化应用。因此探索高性能的非贵金属OER催化剂成为电解水的研究重点之一。Fe WO4因其优异的电化学特性,在超级电容器、传感器、电池与催
迄今为止各种疾病还时刻威胁着人们的生命健康,因此对于药物分子的设计与合成也就显得尤其重要。近年来利用可见光诱导,为药物分子的合成与改良,提供了一种环保、高效的方法。本论文工作主要包括:在可见光诱导下实现对罗托宁类药物分子的合成;以及对一种新型抗病毒丙-胞新药的设计与合成研究。具体的工作如下:（1）本文将罗托宁类药物逆分解成二氢喹唑啉甲醛与苯胺,再利用酸与可见光协同催化的环化与氧化芳构化反应,经过6
＜正＞有一位老人的屋子外面每天都有几个孩子踢球，孩子们玩得特别开心。有一天，老人对孩子们说：“看你们踢球我很开心，我给你们每人10块钱。”孩子们很高兴。第二天，老人只给了每个孩子8块钱。之后每一天老人给孩子们的钱逐渐减少，直到2块钱。孩子们不高兴了，他们想：“我们每天陪你开心，可你却只给2块钱，以后我们不来了。”这个小故事说明了什么道理呢？
单组份碱激发材料是由活性硅铝酸盐前驱体（矿渣、硅灰、粉煤灰、偏高岭土）与固体碱激发剂（Na OH、干粉水玻璃、碳酸钠、硫酸钠等）混合均匀后制备的一种新型绿色无机干粉灌浆材料。碱激发干粉灌浆料作为一种单组份灌浆料不仅具有运输方便、加水拌合均匀就可使用,而且该材料具有快硬早强、流动度高、低的CO2排放、良好的化学稳定性等优点,目前成功应用于道路快速修补、地下岩溶灌浆等建筑领域。因其优越的性能,近年来逐
蔗糖脂肪酸酯是一种安全、无毒、可生物降解的表面活性剂,具有高且稳定的亲水乳化能力,以及抗菌、抗肿瘤和杀虫活性,可应用于高端化妆品、食品乳化剂、医药制剂等。我国南方沿海地区盛产棕榈油,饱和脂肪酸含量高,产油率高,而且广西是中国蔗糖产业第一大省,因此,以棕榈油为原料合成蔗糖脂肪酸酯对促进广西蔗糖深加工行业有重要的意义。本论文首先以棕榈油和乙醇为原料,采用酯交换法制备了脂肪酸乙酯,然后以蔗糖和合成的脂肪
如何资源化利用二氧化碳是二十一世纪众多科研人员所关注的一大难题。本研究使用偏高岭土为前驱体原料,以Na OH溶液作为碱激发剂,采用悬浮分散固化法制备了地质聚合物微球催化剂载体,并将这种球形催化剂载体负载活性金属离子制成微球催化剂。研究中采用了X射线衍射分析仪（XRD）、比表面积和孔径分布测试仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温（