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二氧化锡,n型半导体,具有宽禁带宽度。其优异的光电性能使其已经广泛应用于太阳能电池,催化剂和气体传感器。作为气体传感器,材料的结构(表面积,孔结构与颗粒尺寸等)决定了材料的敏感性能。本论文主要通过采用不同的合成方法(模板复制,电纺丝与水热法)合成具有多孔结构的二氧化锡材料。用多种测试技术如扫描电镜,透射电镜,氮气吸附脱附和X射线衍射等,对合成的样品进行了结构表征。并考察这些材料对甲醇、乙醇和丙酮的气敏性能。同时对传感机理进行了探讨。研究内容主要包括以下三个内容:(1)以二氯化锡为锡源,用硬模板法合成介孔二氧化锡纳米材料。我们分别以SBA-15,KIT-5和KIT-6为模板,合成不同结构的SnO2-15, SnO2-5和SnO2-6。结果显示除去模板后,我们得到比表面积大(57-96m2g-1),孔道有序度高的介孔材料。平均的颗粒尺寸小,分别为SnO2-5(4-6nm), SnO2-6(5-7nm)和SnO2-15(7-9nm)。气敏测试结果显示,传感器对丙酮具有最高的灵敏度。当丙酮浓度增加到200ppm时,灵敏度增加到28.2。(2)以二氯化锡为锡源,DMF和乙醇作为溶剂,PVP作为粘稠剂,采用电纺丝法合成空心二氧化锡纳米管材料。同时向体系中加入P123成功合成出多孔二氧化锡纳米纤维材料。合成的纳米纤维材料具有较高的长径比和较小颗粒尺寸(20-40nm),有利于气体的吸附。气敏测试结果显示,最低检测限可以达到200ppb。当甲醇浓度增加到200ppm时,合成的纳米纤维的灵敏度增加到25.5;当乙醇浓度增加到200ppm时,灵敏度增加到31.0;而当丙酮浓度增加到200ppm时,灵敏度增加到36.4。与其他气体相比,传感器对丙酮显示了最高的选择性。该二氧化锡样品制备的传感器的灵敏度是商业二氧化锡粉末的灵敏度的6倍,展现了较好的应用前景。(3)以锡酸钠作为锡源,氢氧化钠作为溶剂,采用水热法,合成了具有花状形貌的二氧化锡纳米材料。研究表明加入氢氧化钠可以有效的调节样品的形貌。加入0.35M20ml氢氧化钠时,我们可以得到由粒径为100nm的纳米棒构成的二氧化锡纳米花,气敏性能测试表明,当乙醇浓度增加到200ppm时,灵敏度增加到16.4。当甲醇浓度增加到200ppm时,灵敏度增加到13.4。而当丙酮浓度增加到200ppm时,灵敏度增加到26.5。与其他气体相比,传感器对丙酮显示了较高的灵敏度,对丙酮有很好的响应。研究结果说明,材料的结构对气敏性能有很大的影响。具有大比表面积和小颗粒尺寸可以显著提高材料的气敏性能。制备的材料对丙酮的选择性最好。这些二氧化锡材料在催化,吸附和电池等方面具有潜在的应用前景。