Zn 2 SnO 4 、ZnO复合SnO 2 纳米材料的制备及气敏性能研究

发布时间：2020-12-16 08:22

　　随着社会科技化和工业化的发展,在人们的生活中和工业生产中可能会存在或产生一些有毒,有害气体,这些气体对我们的生活中的空气环境造成破坏,有些可能会引发人体各种病症。由于这些气体有很多是易扩散,或者人们难以察觉的,因此气体检测在这些环境中具有非常重要的意义,气敏传感器也随之受到人们的广泛研究。气敏材料是传感器的重要组成之一,其需要具有易于合成,反应和恢复过程迅速,对气体的灵敏度能长期稳定的特点。而锌,锡氧化物例如氧化锌,二氧化锡,锡酸锌作为典型的气敏材料。通过现阶段已有的研究结果发现,锌,锡氧化物气敏材料对甲醛,乙醇,乙二醇等气体表现出良好的气敏应用前景。本文通过使用水热法合成了Zn₂SnO₄/SnO₂（ZTO/SnO₂）多孔纳米球以及使用静电纺丝法制备ZnO/SnO₂中空纳米管,然后通过元素掺杂的方法提高了它们的气敏性能。主要工作包括以下三个部分:1.通过水热法和后续退火过程制备了Bi掺杂Zn₂SnO₄/SnO₂多... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半导体气敏传感器的分类我们实验室主要使用旁热型气敏传感器，传感器的具体结构示意图看图1-1

1绪论3分离，也没有和测试电极接触，避免了加热端与测试端的损坏。其测试原理如图1-1（c）所示。图1-2（a）气敏传感器结构图；（b）气敏传感器示意图；（c）测试原理1.2.2半导体气敏传感器的评价依据气敏传感器的相关性能可以通过一些具体参数来评价，这些参数为：灵敏度，最佳工作温度，选择性，稳定性，测试下限和响应恢复时间。（1）响应值传感器对测试气体的响应值S是传感器最基本的参数，对于n型半导体材料，其在还原性气体中的响应值可通过材料在空气中的电阻Ra和在测试气体中的电阻Rg的比值得到，即S=Ra/Rg。p型半导体材料其响应值为S=Rg/Ra[16]。在氧化性气体中则计算公式相反。传感器对气体的响应值高代表能更准确有效的检测这种气体。（2）最佳工作温度气敏传感器的最佳工作温度通常是指传感器对气体的响应达到最高值时的工作温度，不过还需考虑响应恢复时间等因素。传感器对气体的响应一般是在一定温度范围内，温度升高导致传感器的响应值先增长，到达一个最高值然后又下降。

3Bi掺杂Zn2SnO4/SnO2的制备及气敏性能的研究19图3-1（a）纯样和Bi掺杂的Zn2SnO4/SnO2样品的XRD图（b）比较纯样和Bi掺杂的Zn2SnO4/SnO2样品的（311）和（222）峰的位移表3-1纯样和Bi掺杂的Zn2SnO4/SnO2样品中每种化合物的比例3.4.2样品形貌表征利用SEM和TEM对样品的形貌和微观结构进行了表征。纯Zn2SnO4/SnO2样品与Bi掺杂Zn2SnO4/SnO2样品的SEM形貌如图3-2（a-d）所示。所有的样品都是由很多粗糙多孔的纳米球组成，分散性较好。纯样和Bi掺杂Zn2SnO4/SnO2纳米球的直径分别约为700nm和500nm。纯和Bi掺杂的Zn2SnO4/SnO2样品的材料质量比（%）Zn2SnO4/SnO2Zn2SnO457.6SnO242.4Bi-Zn2SnO4/SnO2Zn2SnO452.8SnO242.8Bi2Sn2O74.4


本文编号：2919850