SnO_2纳米粉体制备及其气敏特性研究

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SnO2是重要的化工、陶瓷原料。本文采用溶胶-凝胶法制备出SnO2纳米粉体,用XRD、SEM、TEM等手段对其进行结构表征,并进一步测试其气敏性能。 采用溶胶-凝胶法可以制备出微粒尺寸小于100nm的SnO2纳米粉体,通过改变热处理温度可以调整所得粉体的微粒尺寸。在制备溶胶过程中,最终体系PH值、环境温度和反应物起始浓度对各方法的影响不同。当热处理温度较低时,粉体颗粒由非晶态或细小的多晶组成,颗粒基本上呈球形,晶粒尺寸随温度变化较小,当热处理温度较高时,所得粉体趋于完全晶化,颗粒形貌上出现棱角,晶粒尺寸随温度变化较大。这是因为晶粒长大速率与温度呈指数关系的缘故。这一临界温度约为530℃。 用SnO2纳米粉体制成旁热式气敏元件,所制元件的电导-温度特性呈现明显的表面控制型特征,其电导峰出现在130℃左右。该元件的恢复响应时间分别为8s和18s,能够保证其正常使用。元件的工作电流为170mA,同传统元件相比,功耗较大,原因在于粉体颗粒较细,使得颈部接触电阻增大所致。所制元件的灵敏度,尤其是对甲烷有较高的灵敏度。
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