纳米Zn-Al-O类材料制备及其气敏特性研究
本文关键词:纳米Zn-Al-O类材料制备及其气敏特性研究 出处:《西北大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: Zn-AlLDH/ZnO复合物 ZnAl_2O_4/ZnO复合氧化物 退火 气敏传感器
【摘要】:在大气环境问题日益严重的今天,气体传感器的研究和制备成为研究的热点,纳米半导体金属氧化物传感器是其中重要的一类,具有制备简单、体积小、低成本等优点。但是单一金属氧化物传感器的灵敏度、选择性仍具有一定的局限性;虽金属掺杂会改善其气敏性能,但大多数都是贵重金属且成本高;发现复合氧化物气体传感器可以通过形成异质结或者协同效应来提高气敏特性。因此,寻找一种形貌可控、高灵敏度、高选择性、稳定性良好的复合气敏材料具有重要的实用价值。本文采用低温水浴法,在多孔阳极氧化铝(AAO,Anodic Aluminum Oxide)基底上制备出了均匀性较好的 Zn-Al LDH/ZnO 复合物(Zn-Al LDH,Zn-Al Layered Double Hydroxide)前驱体,然后通过退火处理获得了 ZnAl_2O_4/ZnO复合氧化物,并研究了退火温度对ZnAl_2O_4/ZnO气敏性能的影响,本文的主要研究成果如下:1.以高纯铝片为原料,利用二次阳极氧化法在草酸溶液中,在氧化时间为2h、氧化电压为40V、除膜时间2h、扩孔时间为lh条件下制备出有序性和一致性较好的AAO基底。2.制备乙酸锌和六次甲基四胺的水溶液,采用低温水浴法在AAO基底上制备Zn-Al LDH/ZnO 复合物薄膜,研究了溶液浓度、反应物浓度比、反应温度和时间对薄膜结构和形貌的影响。结果表明,在60℃、5h、乙酸锌浓度为0.005mol/L、乙酸锌与六次甲基四胺浓度比为1:10时制备出大面积连续性较好的纳米片花球状Zn-Al LDH/ZnO复合物。3.将制备的Zn-Al LDH/ZnO复合物作为前驱体,通过退火处理,研究了前驱体反应物浓度比、退火温度的影响,发现在600℃下、浓度比1:10退火后制备出了结晶性能较好的ZnAl_2O_4/ZnO复合氧化物。4.测试并分析了 ZnAl_2O_4/ZnO复合氧化物对甲醇、乙醇、丙酮的气敏特性。研究发现,随着退火温度的升高复合氧化物对甲醇、乙醇、丙酮的灵敏度越高,这是因为600℃退火比500,400℃退火所制备的复合氧化物中ZnO晶粒密度高。
[Abstract]:In the atmosphere of increasingly serious environmental problems today, research and preparation of gas sensors has become a hot research, nano metal oxide semiconductor sensor is one of the important category, has the advantages of simple preparation, small volume, low cost and other advantages. But the single metal oxide sensor sensitivity and selectivity still has some limitations though; metal doping will improve its gas sensitive properties, but most of them are precious metals and high cost; composite oxide gas sensor can be found by forming a heterojunction or synergistic effect to improve the gas sensing properties. Therefore, looking for a kind of controllable morphology, high sensitivity, high selectivity, good stability of the composite gas sensing material has important practical value. This paper uses the low temperature water bath method, porous anodic alumina (AAO Anodic, Aluminum Oxide) fabricated Zn-Al LDH/ZnO composite with better homogeneity (Zn -Al LDH, Zn-Al Layered Double Hydroxide) precursor, and then obtained the ZnAl_2O_4/ZnO composite oxide by annealing, and the effects of annealing temperature on gas sensing properties of ZnAl_2O_4/ZnO, the main research results are as follows: 1. with high purity aluminum in oxalic acid solution as raw material, using two anodic oxidation on the oxidation time for 2h, the oxidation voltage is 40V, in addition to membrane 2h, reaming time LH prepared under the water solution of order and the consistency of the AAO substrate.2. preparation of zinc acetate and six methyl four amine, preparation of Zn-Al LDH/ZnO composite films on AAO substrate by low temperature water bath method, study the concentration of the solution, concentration of reactant ratio, reaction temperature and time on the structure and morphology of the films. The results show that in the 60 DEG C, 5h, zinc acetate concentration is 0.005mol/L, zinc acetate and six methyl four amine concentration large surface preparation ratio of 1: 10 system Product of good continuity of nano spherical Zn-Al LDH/ZnO composite.3. film were Zn-Al LDH/ZnO complexes were used as precursors by annealing, the precursor concentration of reactant ratio, the effect of annealing temperature, found at 600 DEG C, concentration ratio of 1:10 after annealing prepared the ZnAl_2O_4/ZnO composite oxide.4. test well the crystallization properties and analysis of ZnAl_2O_4/ZnO composite oxides on ethanol, methanol, acetone gas sensing properties. The study found that with the increase of annealing temperature of composite oxide for methanol, ethanol, acetone, the sensitivity is high, this is because the composite oxide annealed at 600 C to 500400 C prepared by annealing the ZnO grain density is high.
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212;TB33
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 裘南畹,李建明,刘文利,,吕红浪;金属氧化物半导体气敏特性的研究[J];郑州轻工业学院学报;1994年S1期
2 翟应田;掺杂α-铴酸的合成及其气敏特性的探讨[J];云南大学学报(自然科学版);1992年04期
3 娄向东,黄春梅,王弘,沈瑜生;掺杂镍酸镧材料的气敏特性研究[J];郑州轻工业学院学报;1994年S1期
4 侯振雨,谷永庆,张玉泉,庞奇红;纳米铜氧化物的制备及气敏特性研究[J];郑州轻工业学院学报;2004年04期
5 柴常春,彭军,严北平,镇桂芹;掺锡对α-Fe_2O_3薄膜微结构和气敏特性的影响研究[J];功能材料;1997年01期
6 刘国华,杜忻锐;半导体气敏传感器的原理及应用[J];煤炭技术;2001年09期
7 陈长庆,胡明,吴霞宛;气敏传感器的发展[J];材料导报;2003年01期
8 贾良菊,应鹏展,许林敏,倪自丰,王雅晴;气敏传感器的研究现状与发展趋势[J];煤矿机械;2005年04期
9 周志刚;胡木林;李鄂胜;;金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展[J];材料导报;2011年03期
10 傅盼盼;杨志学;;金属氧化物半导体气敏传感器[J];化工时刊;2013年03期
相关会议论文 前7条
1 张天舒;沈瑜生;;锌、锡复合氧化物的制备、相组成与气敏特性间的关系[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
2 侯振雨;谷永庆;张玉泉;庞奇红;;纳米铜氧化物的制备及气敏特性研究[A];第八届全国气湿敏传感器技术学术交流会论文集[C];2004年
3 吴芳;何光宏;潘英俊;;用温度调制提高半导体气敏传感器的选择性[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
4 程纲;王理想;武兴会;杜祖亮;;基于单根氧化物纳米线的高性能气敏传感器研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
5 司书峰;明正球;;Cr掺杂α-Fe_2O_3材料的制备和气敏特性[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
6 焦正;;二氧化锡气敏传感器的研究进展[A];第6届辐射研究与辐射工艺学术年会论文集[C];2004年
7 施金钗;黄元庆;宋爱群;;纳米气敏传感器的研究[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(下册)[C];2007年
相关博士学位论文 前10条
1 黎作鹏;体域纳米网络关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
2 张正飞;一维氧化钨纳米材料无催化剂生长的原位透射电镜研究[D];浙江大学;2017年
3 刘敬东;铜纳米颗粒合成及其低温烧结互连行为研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
4 谷志远;基于纳米线的光学微腔和纳米激光器[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 潘金彬;生物活性蛋白导向简易构建新型高效安全的纳米探针用于肿瘤的诊疗[D];天津医科大学;2017年
6 戴清源;基于乳清分离蛋白修饰的低环境敏感型纳米颗粒构建与稳定机制[D];江南大学;2017年
7 李秀岩;有机金属框架纳米载药系统的构建[D];黑龙江中医药大学;2014年
8 刘洋;多功能纳米胶束体系联合声动力与化疗靶向治疗肝癌的研究[D];天津医科大学;2017年
9 任勃;镍钴基氧化物纳米纤维的静电纺丝法制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
10 赵婕;基于单根金属氧化物一维微/纳米线的双电极结构器件的性能研究[D];南昌大学;2017年
相关硕士学位论文 前10条
1 崔行恒;磁性元素掺杂氧化铟锡纳米结构的制备与物性研究[D];上海师范大学;2017年
2 朱笑天;金纳米棒的制备与修饰及其在环境污染物检测中的应用[D];郑州大学;2017年
3 任雪利;纳米气泡对污染物的吸附及其影响因素探究[D];上海师范大学;2017年
4 刘晓慧;硅表面纳米结构设计与计算[D];青岛大学;2017年
5 任健;面向太阳能燃料制备的纳米异质结材料的研究[D];天津大学;2016年
6 闫贵花;静电纺制备聚丙烯腈/纳米纤维素基多孔碳材料及电学性能研究[D];郑州大学;2017年
7 张路f
本文编号:1385837
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1385837.html