【摘 要】
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二氧化氮（NO2）是世界上公认的六大污染物之一,它不仅会对大气环境造成污染,而且会损害人体的呼吸系统,引起呼吸系统疾病。因此,研制灵敏度高、响应快、检测极限低、选择性好的室温NO2气体传感器对于空气质量检测和健康监控具有重要的意义。考虑室温下的传感器不可避免会受到湿度影响,因此,为实现环境检测应用,气体传感器应该具有一定的抗湿性。本文采用水热法合成了金@碲（Au@Te）复合材料和碲化银（Ag2Te
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二氧化氮（NO2）是世界上公认的六大污染物之一,它不仅会对大气环境造成污染,而且会损害人体的呼吸系统,引起呼吸系统疾病。因此,研制灵敏度高、响应快、检测极限低、选择性好的室温NO2气体传感器对于空气质量检测和健康监控具有重要的意义。考虑室温下的传感器不可避免会受到湿度影响,因此,为实现环境检测应用,气体传感器应该具有一定的抗湿性。本文采用水热法合成了金@碲（Au@Te）复合材料和碲化银（Ag2Te）半导体材料,并通过旋涂法制备了NO2气体传感器,利用多种表征方法对分析敏感材料,研究了两种NO2气体传感器的气敏性能和敏感机理。本论文主要研究内容包括以下两个部分:1.采用水热法和旋涂法制备了Au@Te传感器。通过对Au@Te复合材料进行化学成分分析,证明了Au@Te复合材料的成功制备。进一步对Au@Te进行形貌表征分析,结果表明,在Te纳米带周围长有Au纳米花,纳米花典型直径为50～200nm。在室温、50%RH下对Te和Au@Te传感器进行NO2气敏性能测试,结果表明Au@Te传感器响应更高和响应速度更快,此外,Au@Te传感器还具有低检测下限（～83 ppt）、良好的重复性、长期稳定性和选择性。研究发现室温下Au@Te传感器受到不同湿度的影响。10%～40%RH下,传感器基线电阻和响应随着湿度增加略有增加;50%～80%RH下,传感器基线电阻和响应电阻随着湿度增加均增大,响应减小。结合敏感材料表征和气敏性能测试结果,构建了Au@Te传感器NO2气敏机理模型,分析了Au@Te传感器性能增强原因。2.采用水热法和旋涂法制备了Ag2Te传感器。对Ag2Te进行化学成分分析,表明富Ag型Ag2Te制备成功;对Ag2Te进行形貌和晶体结构分析,结果显示Ag2Te形貌呈现尺寸不等的纳米线和少数的纳米颗粒团聚体;通过能谱分析得出Ag2Te中Ag和Te元素分布均匀。在室温、50%RH环境下,对Ag2Te传感器进行了NO2气敏性能测试,气敏测试结果表明Ag2Te传感器对浓度范围0～5 ppm的NO2具有显著响应且可完全恢复,此外,Ag2Te传感器响应速度快（10.2 s）、检测下限低（2ppb）、重复性与长期稳定性良好,且具有良好的选择性。通过研究不同湿度环境下的气敏特性发现,10%～90%RH下,传感器的基线电阻和响应电阻均没有显著变化,表明Ag2Te传感器具有良好的抗湿性。最后,对Ag2Te传感器的NO2气敏机理和优秀的抗湿原理性进行了机理分析。
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