负载/掺杂法复合型湿敏材料的制备及其性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ayczswh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
湿度在工农业生产、日常生活、医疗健康等领域是一个重要的物理指标,湿度传感器作为检测湿度的重要工具,在这些领域有广泛的应用。湿度敏感材料作为湿度传感器的核心组成部分,是湿度传感器领域的重要研究领域。其中,新型的纳米湿度敏感材料因为其具有量程大、灵敏度高、响应恢复快等特点受到广泛的关注。本文就新型纳米湿度敏感材料的设计与制备入手,设计制备了非水溶性金属-有机框架材料ZIF-8@Cu2+与碳氮共掺杂氧化锆纳米纤维ZrO2@C/N两种新型纳米湿敏材料,并研究了其湿度传感性质。两种材料均具有较好的湿度传感能力,存在潜在的应用价值。
  1.非水溶性金属-有机框架材料ZIF-8@Cu2+:传统方法制备的ZIF-8材料具有水中不稳定的特点,ZIF-8会不可逆地溶解在水中或酸性溶液中,这一性质制约了ZIF-8材料在湿度传感领域的应用。本文采用常温液相离子替换法实现对ZIF-8材料的改性,掺杂离子为Cu2+,制备了Cu2+掺杂的非水溶性ZIF-8材料ZIF-8@Cu2+,并研究了反应体系中配体2-甲基咪唑浓度对ZIF-8@Cu2+形成过程的影响,测试了一系列ZIF-8@Cu2+材料的湿度传感性质。通过结构与形貌表征,阐明了Cu2+在ZIF-8@Cu2+材料中的掺杂形式,并提出了ZIF-8@Cu2+材料形成过程的动力学假设。湿敏性能测试结果表明ZIF-8@Cu2+材料具有一定的湿度传感性质,具有11%RH-95%RH的湿度传感量程,其阻抗值变化超过三个数量级,并具有快速的湿度响应能力,响应时间为3s,并通过研究复阻抗谱图,分析阐明了ZIF-8@Cu2+材料的湿度传感机理。本研究证明常温液相离子替换法是制备非水溶性ZIF-8材料的有效方法,ZIF-8@Cu2+材料在具有较好湿度传感性质的同时,还有进一步的改善空间,具有潜在的湿度传感应用价值。
  2.C/N共掺杂ZrO2纳米纤维复合材料:ZrO2作为传统的金属氧化物材料,在湿度传感领域有着广泛的应用,但是单独使用ZrO2材料进行湿度传感时,具有恢复时间长的缺点,该性质制约了ZrO2材料的应用。本文选用氯氧化锆为功能材料,聚乙烯吡咯烷酮为塑形剂,三聚氰胺为碳源与氮源制备静电纺丝前驱体溶液。采用静电纺丝法制备纳米纤维前驱体,并采用程序升温煅烧法制备一系列ZrO2纳米纤维。利用三聚氰胺在缓慢升温的过程中会发生分子间聚合并释放小分子气体的特点,实现C/N掺杂的同时实现对纳米纤维形貌的调控,制备了具有带孔洞的纳米纤维状形貌的复合材料ZrO2@C/N,并阐明了C/N掺杂的具体存在形式。湿敏数据表明,在一系列复合材料中,ZrO2@C/N-3具有最佳的湿度传感性质,具有良好的线性关系,湿滞参数为0.3195%RH,同时还具有良好的稳定性与重复性,响应恢复时间短,响应时间为2s,恢复时间为15s,且明显小于ZrO2的101s,有效地改善了ZrO2的湿度传感性质。并通过研究复阻抗谱图,阐明了其湿度传感机理。本研究证明静电纺丝法是设计制备具有特殊形貌纳米纤维的有效方法,制备所得的ZrO2@C/N复合材料在湿度传感领域有潜在的应用价值。
其他文献
摘 要:20世纪80年代末,中国国内出现了思想上的徘徊与经济上的阻滞,而国际格局则风云变幻、形势复杂多变。在此背景下,1992年初,邓小平前往武昌、深圳、珠海、上海视察,发表了具有重要历史意义的“南方谈话”。谈话指出了深化改革开放和社会主义现代化的前行方向。今年是“南方谈话”发表的第29年,也是改革开放43周年。再读此番谈话,不禁感慨其精神和思想不仅没有过时,相反历久弥新。从历史背景、核心思想、历
期刊
摘 要:随着乡村振兴战略的实施,国家对农业经济提出了现代化、产业化的发展要求,更加重视新型农业经营主体的培育。由于发展规模小、抗风险能力差,新型农业经营主体面临诸多困难,金融支持对其持续稳定发展起着至关重要的作用。以陕西省商洛市为例,分析阐述新型农业经营主体的发展现状与金融支持机制,总结具体实践中的做法与成效,针对存在的问题提出对策建议,以期为探究金融支持农业经营主体发展路径提供参考。  关键词:
期刊
摘 要:2018年9月,中共中央、国务院印发了《关于全面实施预算绩效管理的意见》,提出力争用3—5年时间基本建成全方位、全过程、全覆盖的预算绩效管理体系,党的十九大报告从顶层设计层面提出全面实施预算绩效管理是建立现代财政制度的重要组成部分。目前,财政拨款单位预算主要由项目支出和基本支出两部分组成,自从2013年我国开始全面推进预算绩效改革以来,项目支出部分已基本形成了全过程项目绩效评价体系,然而占
期刊
摘 要:改革开放以来,我国东南部地区经济发展迅速,吸引了大量的外来人口。由于包括社会治安在内的许多公共事业、社会服务相关警力、资源的配置,主要是根据本地户籍人口确定的,发达地区外来人口过多,必然导致这些地方的治安、社会管理等工作面临非常大的压力。针对这种情况,广东省深圳市宝安区主动适应新时代社会治理新要求,继承和发扬“枫桥经验”,深入践行群众路线,从2017年起,由区委政法委牵头、区公安分局负责实
期刊
摘 要:进入21世纪以来,随着中国经济的飞速发展,综合国力不断上升,各行各业也抓住经济全球化的机遇迅速发展壮大,但有些企业却在发展的同时忘却了企业的社会责任,为了利益铤而走险的案例不断出现。2017年11月,*ST长生百白破疫苗质量存疑事件在网络上闹得沸沸扬扬,65万支百白破疫苗效价测定不合格,药监总局责令立即停产,随后更是收到了药监局行政处罚决定书和证监会的行政处罚书,这些都证明长生生物在内部控
期刊
精细化学品对我国的工业生产以及国民经济都十分重要,很多精细化学品需要通过加氢或偶联过程完成,在合成过程中往往需要用到H2等还原剂,存在安全、成本和环境方面的诸多问题。因此,需要开发高效清洁且成本低廉的方法合成精细化学品。与传统的热催化相比,光催化能够捕获太阳光并在温和条件下驱动热力学不利的反应,更符合绿色化学理念。相比于其他二维纳米材料,水滑石(LDHs)具有主体层板元素、层间阴离子、厚度尺寸以及能带结构均可调控的优势。将LDHs作为前体经过高温焙烧能够得到复合金属氧化物、尖晶石等物质,这些水滑石基纳米材
摘 要:近几年来,我国经济水平显著提高,同时市场竞争力日益增大,迫使内部控制在企业的经营与管理、防范和降低风险以及增加资本收益等几个方面发挥着越来越重要的作用。因此,通过调查TN能源有限公司的情况,分析该公司在内部控制上出现的缺陷以及可能的原因,并以此为基础,为该企业处理内部控制问题、改进内部控制制度提供了一些指导性意见。  关键词:企业;内部控制;问题;对策  中图分类号:F275 文献标志
期刊
摘 要:通过对驻济南市高校大学生的问卷调查,以及对各高校大学生创业者们深度访谈,对大学生创业认知度进行了分析,并与市场认可因素比较,分析偏差及成因,以期为大学生创业教育类课程的设置提供指导。  关键词:大学生创业;市场认可;创业教育  中图分类号:C935;F224.3 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2020)32-0048-02  引言  在李克强总理“大众创业,万众创新
期刊
摘 要:在全球加快新能源开发利用的背景下,光伏产业作为战略性新兴产业得以快速发展,与此同时,国内外光伏产品销售市场竞争也越发激烈。光伏产业本身极易受外部环境变化影响,我国“两头在外”的模式也使得光伏产业周期波动较为剧烈,国内光伏产业若想在激烈的市场中稳健发展,就必須了解光伏这一新型产业的生命周期,平衡外部环境变化导致的产能和市场需求变化,从而推动我国能源利用结构优化。  关键词:光伏产业;生命周期
期刊
摘 要:高等职业教育是我国高等教育体系的重要组成部分,新时代社会发展迫切需要大量“既懂前沿理论又能具体实践”的多样化和复合化人才,高等职业教育越来越凸显其重要的作用。为了满足现代社会对人才的需求,高等职业教育需要不断探索创新、与时俱进,结合社会发展、企业需求制定科学合理的人才培养模式。基于此,结合西方职业教育人才培养模式,通过两年的跟踪对比,对泰隆银行上海分行订单班的人才培养机制进行分析,并且借鉴
期刊