氧化石墨烯气敏材料制备及在有毒有害气体检测中的应用
发布时间：2023-04-03 02:44
有毒有害气体浓度超标无不影响着经济效益和人类生命财产安全,如养殖场NH3浓度超标导致动物死亡或减产;冷库NH3泄露引起火灾、爆炸;煤矿开采过程中瓦斯爆炸事件时有发生。这些事故的发生往往是因为传感器检测滞后,要做到防患于未然,研究高灵敏度、低检测限的气体传感器是及其紧要的。本文以鳞片石墨为原料,分别采用改进Hummers法、低温加水以及氯乙酸改性的方法分别制备出羟基、环氧基、羧基含量差异明显的氧化石墨烯,并对其结构以及官能团类型进行分析。然后采用旋涂法制备厚度均一的氧化石墨烯气敏膜,对NH3、湿度(H2O)以及CH4的气敏性能进行研究并揭示敏感机理。在此基础上筛选分别对NH3、湿度(H2O)以及CH4选择性较强的气敏元件组成传感器阵列,对混合气氛NH3和湿度、CH4和湿度定性并定量进行检测,建立传感器阵列响应模型,并对最终测试结果进行评价。研究结果表明,采用改进的Humm...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
1.1 立题思想与背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 环境有毒有害气体监测的研究现状
1.2.2 氧化石墨烯制备方法
1.2.3 氧化石墨烯气敏性能
1.3 存在的问题及发展趋势
1.3.1 存在问题
1.3.2 发展趋势
1.4 选题依据及意义
1.5 研究内容、目标及拟解决关键问题
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目标
1.6 研究技术路线
1.7 主要创新点
1.8 主要工作量
2 羟基化氧化石墨烯制备及其NH3敏感性能
2.1 实验部分
2.1.1 原料、试剂与仪器
2.1.2 实验及步骤
2.1.3 样品表征
2.2 羟基化氧化石墨烯属性表征
2.2.1 氧化石墨烯结构分析
2.2.2 氧化石墨烯官能团分析
2.2.3 氧化石墨烯厚度分析
2.3 羟基型氧化石墨烯的 NH3敏感性能分析
2.3.1 NH3 敏感性能测试装置
2.3.2 静态灵敏度测试
2.3.3 动态灵敏度测试
2.3.4 稳定性和重复性测试
2.3.5 选择性测试
2.3.6 GO 吸附 NH3分子机理
2.4 结论
3.环氧基化氧化石墨烯制备及其湿敏性能
3.1 实验部分
3.1.1 原料、试剂与仪器
3.1.2 实验及步骤
3.1.3 GO水分散液样品的制备
3.2 环氧基化氧化石墨烯属性表征
3.2.1 氧化石墨烯结构分析
3.2.2 氧化石墨烯厚度分析
3.2.3 氧化石墨烯官能团分析
3.3 环氧基型氧化石墨烯的湿敏性能分析
3.3.1 湿敏性能测试装置和方法
3.3.2 选择性
3.3.3 静态灵敏度测试
3.3.4 动态灵敏度测试
3.3.5 响应恢复时间
3.3.6 连续动态响应恢复
3.3.7 重复性和稳定性测试
3.3.8 湿敏机理分析
3.4 结论
4 羧基化氧化石墨烯制备及其 CH4敏感性能
4.1 实验部分
4.1.1 原料、试剂与仪器
4.1.2 实验及步骤
4.1.3 样品表征
4.2 羧基化氧化石墨烯属性表征
4.2.1 氧化石墨烯结构分析
4.2.2 氧化石墨烯官能团分析
4.2.3 氧化石墨烯薄膜厚度分析
4.3 羧基化氧化石墨烯CH4敏感性能分析
4.3.1 CH4 气敏感性能测试装置和方法
4.3.2 静态灵敏度测试
4.3.3 动态灵敏度测试
4.3.4 响应恢复时间
4.3.5 重复性和稳定性测试
4.3.6 CH4 敏感机理分析
4.4 结论
5 氧化石墨烯气体传感器阵列响应及应用分析
5.1 多组分测试平台搭建
5.2 传感器阵列响应
5.2.1 单组气氛响应
5.2.2 NH3 和湿度(H2O)两组气氛共响应
5.2.3 CH4 和湿度(H2O)两组气氛共响应
5.3 传感器阵列响应分析
5.3.1 单一气体响应分析
5.3.2 两组混合气氛响应分析
5.4 气体传感器的性能检验及测试
5.5 结论
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文和研究成果
本文编号：3780494
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
1.1 立题思想与背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 环境有毒有害气体监测的研究现状
1.2.2 氧化石墨烯制备方法
1.2.3 氧化石墨烯气敏性能
1.3 存在的问题及发展趋势
1.3.1 存在问题
1.3.2 发展趋势
1.4 选题依据及意义
1.5 研究内容、目标及拟解决关键问题
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目标
1.6 研究技术路线
1.7 主要创新点
1.8 主要工作量
2 羟基化氧化石墨烯制备及其NH3敏感性能
2.1 实验部分
2.1.1 原料、试剂与仪器
2.1.2 实验及步骤
2.1.3 样品表征
2.2 羟基化氧化石墨烯属性表征
2.2.1 氧化石墨烯结构分析
2.2.2 氧化石墨烯官能团分析
2.2.3 氧化石墨烯厚度分析
2.3 羟基型氧化石墨烯的 NH3敏感性能分析
2.3.1 NH3 敏感性能测试装置
2.3.2 静态灵敏度测试
2.3.3 动态灵敏度测试
2.3.4 稳定性和重复性测试
2.3.5 选择性测试
2.3.6 GO 吸附 NH3分子机理
2.4 结论
3.环氧基化氧化石墨烯制备及其湿敏性能
3.1 实验部分
3.1.1 原料、试剂与仪器
3.1.2 实验及步骤
3.1.3 GO水分散液样品的制备
3.2 环氧基化氧化石墨烯属性表征
3.2.1 氧化石墨烯结构分析
3.2.2 氧化石墨烯厚度分析
3.2.3 氧化石墨烯官能团分析
3.3 环氧基型氧化石墨烯的湿敏性能分析
3.3.1 湿敏性能测试装置和方法
3.3.2 选择性
3.3.3 静态灵敏度测试
3.3.4 动态灵敏度测试
3.3.5 响应恢复时间
3.3.6 连续动态响应恢复
3.3.7 重复性和稳定性测试
3.3.8 湿敏机理分析
3.4 结论
4 羧基化氧化石墨烯制备及其 CH4敏感性能
4.1 实验部分
4.1.1 原料、试剂与仪器
4.1.2 实验及步骤
4.1.3 样品表征
4.2 羧基化氧化石墨烯属性表征
4.2.1 氧化石墨烯结构分析
4.2.2 氧化石墨烯官能团分析
4.2.3 氧化石墨烯薄膜厚度分析
4.3 羧基化氧化石墨烯CH4敏感性能分析
4.3.1 CH4 气敏感性能测试装置和方法
4.3.2 静态灵敏度测试
4.3.3 动态灵敏度测试
4.3.4 响应恢复时间
4.3.5 重复性和稳定性测试
4.3.6 CH4 敏感机理分析
4.4 结论
5 氧化石墨烯气体传感器阵列响应及应用分析
5.1 多组分测试平台搭建
5.2 传感器阵列响应
5.2.1 单组气氛响应
5.2.2 NH3 和湿度(H2O)两组气氛共响应
5.2.3 CH4 和湿度(H2O)两组气氛共响应
5.3 传感器阵列响应分析
5.3.1 单一气体响应分析
5.3.2 两组混合气氛响应分析
5.4 气体传感器的性能检验及测试
5.5 结论
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文和研究成果
本文编号：3780494
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3780494.html
