【摘 要】
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近些年,随着科学技术突飞猛进、经济高速发展,人们在享受美好生活的同时,大气污染成为影响人体健康的一大严重问题,硫化氢(H2S)便是是造成污染的气体之一,对人体毒性很强,因此对H2S
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近些年,随着科学技术突飞猛进、经济高速发展,人们在享受美好生活的同时,大气污染成为影响人体健康的一大严重问题,硫化氢(H2S)便是是造成污染的气体之一,对人体毒性很强,因此对H2S气体传感器的研究意义重大。 本文利用溶胶-凝胶法制备出CuO/SnO2溶胶,并对其进行碳纳米管掺杂来提高CuO/SnO2材料对H2S的气敏性能。同时为了解决溶胶-凝胶法制备薄膜容易开裂问题,在旋涂薄膜时添加丙三醇,SEM表征表明添加丙三醇能够有效解决薄膜开裂问题。制备CuO/SnO2溶胶时,按照CuO掺杂量摩尔比为5%、10%、15%进行三组对比实验;随后分别按照四种掺杂浓度0.001g/10ml、0.002g/10ml、0.003g/10ml、0.004g/10ml进行碳纳米管掺杂,随后将多组不同掺杂浓度的溶胶旋涂在制备好的叉指电极上,经干燥预处理及退火,得到多组气敏元件,SEM表征发现退火温度为500℃时得到的薄膜表面的晶粒最均一、稳定,结晶度最好。 按照实验要求,自行搭建气敏测试环境,将得到的多组气敏元件进行对比测试。通过表征及气敏测试得出CuO掺杂摩尔比为10%时气敏性能最佳,1400ppm的H2S气体中的灵敏度达到32.9;碳纳米管掺杂量为0.003g/10ml时气敏性能最好,1400ppm的H2S气体中的灵敏度达到57.5,响应-恢复时间分别为18s和37s。在测试薄膜的最佳工作温度时发现掺杂CuO的CuO/SnO2薄膜最佳工作温度比纯SnO2薄膜降低近75℃,CuO/SnO2薄膜及掺碳纳米管后的CuO/SnO2薄膜最佳工作温度均为275℃。
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