【摘 要】
:
稀土正铁氧体材料,如铁酸钇(YFeO3),由于其独特的物理、化学性质越来越受到人们的关注。YFeO3材料在固体燃料电池、磁性器件、光催化等方面表现出了良好的应用前景,但尚未有在气敏传感领域应用的报道。金属氧化物半导体气敏传感器在高温测试中表现出了优异的气敏传感性能,然而其还存在着工作温度高、选择性差、响应速度慢等问题。因此,我们研究将YFeO3材料应用到气敏传感领域,并通过离子掺杂以及控制反应时间
论文部分内容阅读
稀土正铁氧体材料,如铁酸钇(YFeO3),由于其独特的物理、化学性质越来越受到人们的关注。YFeO3材料在固体燃料电池、磁性器件、光催化等方面表现出了良好的应用前景,但尚未有在气敏传感领域应用的报道。金属氧化物半导体气敏传感器在高温测试中表现出了优异的气敏传感性能,然而其还存在着工作温度高、选择性差、响应速度慢等问题。因此,我们研究将YFeO3材料应用到气敏传感领域,并通过离子掺杂以及控制反应时间等来调控其气敏传感性能,主要做了以下两项工作:(1)采用简单的水热法制备了具有分级结构的Mn离子掺杂的钙钛矿YFe1-xMnxO3,并将其用作气敏传感材料。气敏测试表明,所有不同Mn掺杂浓度的YFe1-xMnxO3钙钛矿都表现出对多种分析物的快速响应和恢复特性,以及良好的稳定性和可重复性。随着Mn掺杂浓度的增加,YFe1-xMnxO3对四种目标气氛的响应表现出先增大后减小的趋势。当x=0.05时,YFe1-xMnxO3的传感性能最佳。与纯YFeO3相比,YFe0.95Mn0.05O3对1000 ppm的CH2O、C2H6O、H2O2和100%的相对湿度的响应分别增加了835%、1462%、812%和801%。YFe0.95Mn0.05O3对H2O2和CH2O的理论检出限分别为1.75和2.55 ppb。此外,通过主成分分析和雷达图分析,评估了基于不同掺杂浓度的YFe1-xMnxO3建立传感器阵列的可能性。通过雷达图分析和数据库构建传感器阵列,实现目标分析物的视觉和判别检测是可行的。(2)采用水热法制备了四种生长时间分别为12 h、24 h、48 h和72 h的YFeO3材料,研究了生长时间对其气敏性能的影响。我们分析了不同生长时间的YFeO3在室温条件下对H2O、H2O2和CH2O三种目标气体的传感性能。我们发现用12 h和24 h制备的样本之间的感测性能没有明显差异。然而当晶体生长时间持续到48 h时,响应大小出现急剧增大。生长时间继续增长到72 h时,响应大小反而降低了。反应时间为48 h的样品对100%RH和1000 ppm的H2O2和CH2O气氛的响应大小分别是反应时间为12 h样品的36倍、3倍和2.6倍,可以通过晶体生长时间来控制晶体表面活性位点,如氧空位。在这项工作中,我们还发现YFeO3具有理想的响应、恢复时间和稳定性。
其他文献
随着我国经济发展和城镇化建设不断深入,建筑行业蓬勃发展的同时,也带来了大量的建筑垃圾。建筑垃圾处置不当往往会产生许多负面影响。一方面,建筑垃圾会消耗大量的土地资源,并导致环境污染;另一方面,建筑材料的生产需要消耗大量的自然资源,破坏生态平衡,导致资源紧张。因此,建立经济高效的建筑垃圾管理系统可以有效实现资源循环利用、环境保护和经济可持续发展的综合目标,是促进建筑业可持续发展最有效的途径之一。建筑垃
近几年各个城市生活中开启了新能源的应用浪潮,希望通过新能源的开发和利用缓解资源紧缺的压力。在所有的能源中,风能和太阳能是非常清洁的能源种类,并且属于可再生的永久性能源。最近几年风力发电和光伏发电的技术取得飞速发展,如何将清洁能源高效运用于城市发展成为本文的研究方向。本文主要对抽水蓄能系统、风电系统、光伏发电系统等清洁新能源技术进行分析,分别对于三种蓄能系统进行分析阐述,研究中按照北方城市的条件不同
休闲观光农业是以农业、农村、农民为基础融入观光旅游形式的新型生态旅游业,是将农业生产、旅游休闲相结合而成的新兴产业。休闲农业在保障一定量的农业生产需求的同时,还可以一定程度上改善当地生态环境质量,给人们营造一种观光、休闲、度假相结合的生活方式。自国外休闲观光农业兴起到发展到如今拥有一定规模已积攒相当多的经验,这些将为我国休闲观光农业发展提供许多经验指导。休闲观光农业以其独特价值与现实意义,已逐步成
在现代城市交通中,地铁作为一种高效的交通工具大大缓解了地面交通压力,但随着地铁线路的增多,其穿越复杂地质条件的情况也越来越多,地铁盾构机对地质条件十分敏感且成本较高,有效预测特定地质条件下地铁盾构机性能对于施工方法选择、进度安排以及工程预算尤为重要。由于地铁盾构机和地质条件之间的相互作用非常复杂,很难从理论上全面揭示其相关性,本文采用机器学习的研究方法,分别运用BP神经网络、混合算法神经网络、支持
近年来,电力系统电力电子化程度越来越高,新能源渗透率快速增长,电力需求在日益增加的同时越来越多样化,导致系统波动愈加频繁且剧烈,静态电压稳定性问题越来越突出。因此,有必要从源-网-荷不同层面研究电力系统发展新趋势对系统静态电压稳定性的影响。本文分别对源-网-荷建立新模型,从源侧、网侧、负荷侧三个层面研究新形势下电力系统静态电压稳定性。本文首先提出了一种基于改进ZIP负荷模型的电力系统静态电压稳定性
红细胞的形态可以作为医学上诸多疾病的判断依据,而传统的人工显微镜检测红细胞形态的方法存在视野小、效率低、操作复杂等缺点。数字全息成像技术利用计算机模拟光的衍射过程,实现被测物体的重建与再现,具备视野大、光路简单、成本低廉、成像效率和自动化程度高等优点,在红细胞检测方面有着良好的应用前景。然而数字全息成像技术相关算法的计算量庞大,需要采用异构并行计算系统进行加速以满足实时性。同时,尽管异构并行计算在
精度是评价机器人性能的重要指标之一。机器人在工作时受到外部载荷、惯性力等作用构件发生弹性变形,导致实际位姿偏离理论位姿,影响机器人末端精度。串联机器人因其工作空间大、关节灵活的特点被广泛应用,但相较于并联机器人,刚度较弱,易发生弹性变形,严重影响末端执行机构精度。因此需要对串联机器人弹性误差深入研究。针对串联机器人准静态下受外部载荷作用发生弹性变形影响末端精度的问题,本文以某特种试验的末端执行器串
粒子群优化算法(PSO)因其在解决最优化问题所表现出的简单易懂、收敛快以及强大的全局搜索能力而受到了广泛关注。然而,该算法在运行过程中容易陷入局部最优。人们在解决该问题时,通常会在现有算法的基础上增加新的策略,而新的策略在解决局部最优的同时极有可能会影响算法的收敛速度。因此,本文针对算法的缺陷,提出两种改进算法,其中一种算法侧重于研究种群的搜索空间大小,以便于提高算法的收敛速度。另一种算法则是在第
无线技术的快速发展使得低频频段异常拥挤,而毫米波能够提供丰富的可用频谱资源。随着毫米波理论技术的成熟、电路集成度的提高与成本的降低,毫米波技术越来越广泛地应用在毫米波通信、车载雷达等领域。本文围绕毫米波收发前端及关键器件的设计进行了一系列研究。主要内容包括:(1)基于0.13μm Si Ge Bi CMOS工艺设计了一组四款应用于Q波段毫米波近远程超高速通信标准(Q-LINKPAN)超外差收发机的
陆港是指位于内陆地区,以进出口集装箱货物为业务主体,通过公路、铁路运输服务实现与一个或多个海港连接,具备除船舶装卸外所有海港功能的物流枢纽。基于陆港在缓解海港拥堵、提升海港竞争力、以及为内陆地区开发便捷的出海通道方面有着不可替代的作用,我国对陆港的发展越来越重视,近些年来处于陆港建设的高潮期。合理选址是陆港建设过程中首要考虑的问题,因为合理的选址能更有效的发挥陆港作为提升区域经济和现代物流体系中关