论文部分内容阅读
气体传感器常用于监测和检测有毒,有害,易燃易爆气体而且已经广泛应用于人们的生活中。气敏材料作为气体传感器的核心部分,是决定气敏性能的关键。金属氧化物半导体由于其无毒,容易制备,价格低廉,灵敏度高,选择性易调等优点是气敏材料的首选,受到了许多研究学者的青睐。但是金属氧化物半导体存在操作温度高,选择性差等问题。因此,本论文主要以提高气敏材料的气敏性能为目标,改善其操作温度,选择性差的劣势,在金属氧化物半导体的复合、改善结构等方面系统的开展了研究工作。工作内容如下:1.通过静电纺丝法制备了加入5 mmol%,10 mmol%,15 mmol%,20 mmol%,25 mmol%的 Zr 元素的 ZnO/ZrO2/PVP 前驱体,并且在 800℃高温下焙烧得到不同比例的ZnO/ZrO2复合金属氧化物。首先,我们探究了不同比例的ZnO/ZrO2复合金属氧化物对100 ppm正丁醇的气敏性能;其次,我们探究了操作温度对ZnO/ZrO2复合金属氧化物的灵敏度的影响;再者,我们探究了不同焙烧温度600℃、800℃、95O℃下ZnO/ZrO2复合金属氧化物对100 ppm的正丁醇的气敏性能;最后,我们探究了 800℃下15 mmol%的ZnO/ZrO2复合金属氧化物对100 ppm其他挥发性气体的选择性。结果表明:15 mmol%的ZnO/ZrO2复合金属氧化物在800℃焙烧后对100 ppm的正丁醇有最大灵敏度,其值为1O7,此时的操作温度245℃。2.ZnNixO复合金属氧化物的制备及其对三乙胺气体的气敏性能的检测及应用。通过简单水热合成在陶瓷管的表面原位生长复合金属氧化物的前驱体,经过高温煅烧后得到金属氧化物ZnNixO(其中x代表Ni元素的实际摩尔比),仍然保留着表面粗糙,比表面积大的复合金属氧化物。研究结果表明:通过掺杂适量的Ni元素进入到ZnO中形成复合金属氧化物,其形貌平整,均匀,而且有小孔,原子的利用率比较高,有助于提高三乙胺气体的气敏性能;Ni元素的存在使复合金属氧化物的表面更加粗糙,而且明显的提高了 ZnO基的气敏性能。其中样品ZnNi0.1O-600对100 ppm三乙胺的气敏性能最好,其灵敏度值为100。