静电纺丝法制备一维金属复合氧化物纳米材料及其气敏性研究

发布时间：2020-04-30 19:09

【摘要】：本文介绍了气体传感器的应用、分类和性能衡量标准,详述了半导体气体传感器的改进方法,并概述了一维材料的在气体传感器方面的应用和制备方法,着重介绍了静电纺丝法在一维材料方面的应用和影响因素。从而研究了静电纺丝法制备的一维Zn_2Fe O_4、Cd_2SnO_4、BaSnO_3和Ga_2O_3-SnO_2纳米材料的形成和气敏性能及机理。采用水平和垂直型静电纺丝设备制备了Zn_2FeO_4、Cd_2SnO_4、BaSnO_3和Ga_2O_3-SnO_2一维纳米材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换(FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)和热分析(TG-GSC)等表征手段对材料进行了分析,表明煅烧温度对材料的成型具有一定的影响。此外,着重探究了这些一维材料的气敏性能和气敏机理。结果表明材料在气体传感器方面都具有一定的应用价值。具体结果如下:500℃下获得的Zn_2FeO_4纳米纤维材料制备的气敏元件,在工作温度为190~℃下对丙酮表现出最佳灵敏度(13.5)和较好的选择性,当浓度低至1 ppm时,对丙酮敏感度仍高达1.1,响应时间和恢复时间也较短;热处理温度为650 ~℃获得的Cd_2SnO_4纳米棒在工作温度为210~℃时对浓度为1000 ppm的乙酸的灵敏度为41.0,当气体浓度降至0.2 ppm时,材料对乙酸的灵敏度仍有1.5;由700~℃下热处理获得的BaSnO_3纳米管制备的元件对被乙酸气体的响应最佳,选择性也最好,在工作温度为245~℃下对浓度为1000 ppm的乙酸蒸气的灵敏度达到96.8,当乙酸蒸汽浓度低至0.3ppm时,灵敏度仍然达到了1.36;对于Ga_2O_3-SnO_2复合材料,当Ga_2O_3的比例达到60%时,复合材料对三甲胺的响应最佳,在常温下(25~℃)对浓度为1000 ppm的三甲胺蒸气体的灵敏度达到51,且选择性较好。此外,当乙酸浓度低至0.8 ppm时,灵敏度仍然能达到1.3。
【图文】：

气体传感器

静电纺丝法制备一维金属复合氧化物纳米纤维及其气敏性能研究传感器进行实时有效的检测和监控，对排放标准进行合理的定制。(4) 医疗诊断：用于诊断测试病人的疾病状况。例如利用气体传感器通过检测血液中氧得含量高低对某些病症进行判断等。此外通过检测人体呼吸产生的气体，也可以进行疾病的诊断等。1.2.2 气体传感器的分类随着气体传感器迅猛的发展，按传感器检测原理，，通常分为热学式、电化学式、固体电解质型和半导体式等。大致分类如下：

半导体气体传感器

绪论3 半导体气体传感器3.1 半导体气体传感器的优势与其它类型的气体传感器相比，体积小、全固态、高灵敏度、可检测气体种多、响应和恢复时间短、选择性可调和成本低等优势，促使半导体式气体传感逐渐取代其它传感器成为应用最广泛的一类。在半导体气体传感器中，电阻型研究较多，电阻型中按照不同的分类标准又以进行细分，具体分类如下：
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ340.64;TB383.1

【参考文献】