论文部分内容阅读
该文利用三种不同的方法(热解法、水热法、溶胶凝胶法)制备纳米SnO<,2>,对SnO<,2>纳米粉体及其所制成的元件进行了较为全面的表征和测试,分析了影响材料性能的因素,研究了不同过渡金属氧化物掺杂改性、掺杂方式对气敏性的影响,并对其气敏机理进行了一些探讨.重点开展了如下工作:1.首次以(NH<,4>)<,2>Sn<,2>(C<,2>O<,4>)<,3>为原料,热解法制备出灵敏度高,响应、恢复时间短,气敏性能优于传统沉淀法的纳米SnO<,2>.2.该文创新选取SnCl<,2>·2H<,2>O作为起始原料采用水热法合成纳米SnO<,2>.3.首次发现以以H<,2>O<,2>作为氧化剂,以SnCl<,2>·2H<,2>O为原料水热合成制备出气敏灵敏度数倍于其它水热合成制备法的纳米SnO<,2>微粒,且产率高达90﹪.通过XPS分析发现其中的原因是:封闭水热体系中由于H<,2>O<,2>氧化而存在大量氧离了,这些离了吸附于SnO<,2>表面而使SnO<,2>半导体耗尽层厚度展宽.4.以SnCl<,2>·2H<,2>O为原料,采用溶胶凝胶法制备出纳米SnO<,2>,并对其掺杂ZnO、NiO、CuO等氧化物.讨论了烧结温度等对元件敏感层的粒度及气敏性的影响.研究了气敏材料的组成、结构和性能之间的关系并对其气敏机理进行了分析.最后,通过综合比较三种不同的制备方法,归纳出以下有效结果:1.采用SnC<,2>O<,4>作为热解前驱物具有制备方法简单、热解条件易控的特点.在相似的测试条件下,获得的SnO<,2>灵敏度最高.10ppm乙醇气氛中所得最高灵敏度:前驱物为SnC<,2>O<,4>时,(550℃)约1500;前驱物为(NH<,4>)<,2>Sn<,2>(C<,2>O<,4>)<,3>时,灵敏度(450℃)约130;150℃水热制备SnO<,2>样品灵敏度约250;溶胶凝胶(550℃)SnO<,2>样品灵敏度约950.2.(NH<,4>)<,2>Sn<,2>(C<,2>O<,4>)<,3>热解所得SnO<,2>产物对乙醇具有最好的选择性.选择性系数:β<,乙醇/己烷>=10.50,β<,乙醇/氨气>=25.2.3.采用溶胶凝胶法最容易获得能够均匀掺杂的纳米SnO<,2>.