基于二氧化钛纳米管气敏材料的制备及其性能研究

发布时间：2021-04-29 09:52

　　实时监测环境中的氮氧化物（NOx）、碳氧化物（COx）、硫氧化物（SOx）以及O₃等空气污染物,对保护人类免受身体伤害至关重要。在这些有害气体中NOx作为主要有害气体成分之一,它可以引起酸雨和光化学烟雾,威胁人们的生活环境,严重危害人们的健康。NO₂作为NOx中的主要成分,我们则重点监测其在我们生活空间的浓度。因此,研究具有高响应性能的NO₂传感器是目前研究者们关注的热点。在NO₂气体传感器中,敏感材料的设计以及构建是NO₂气体传感器响应性能的关键所在。因此,制备性能优异的NO₂气体敏感材料是提高NO₂传感器响应性能的有效途径之一。二氧化钛具有无污染、受激发可产生光生电子以及制备工艺简单等特点,是气体传感器制备中的一种理想材料。与现阶段所正在研究中的其他金属氧化物半导体相比,以TiO₂为基体的气体传感器在实验制备过程中有着工艺简单、生产价格低廉等优点,使得它可以大规模的应用于气体传感材料等相关领域。但是,TiO<... 

【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属氧化物半导体基气体传感器简介
        1.2.1 金属氧化物半导体气体传感器的研究现状
        1.2.2 金属氧化物半导体气体传感器的主要性能参数
        1.2.3 提升金属氧化物半导体气体传感器性能的主要方法
    1.3 金属氧化物半导体的气敏机理
        1.3.1 表面吸附控制型
        1.3.2 体电阻控制型
        1.3.3 氧离子陷阱势垒模型
        1.3.4 吸附氧理论
    1.4 二氧化钛(TiO_2)在气敏传感器领域中的研究现状
        1.4.1TiO_2简介
        1.4.2 TiO_2基气敏传感器研究现状
        1.4.3 TiO_2基气敏传感器研究所面临的问题
    1.5 本论文的科学思想、研究内容与技术路线
        1.5.1 科学思想
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章 实验原料,设备及表征手段
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 实验部分
        2.3.1 TiO_2纳米管的制备
        2.3.2 碳纤维的制备
        2.3.3 氧化石墨烯(GO)的制备
        2.3.4 传感器的组装
    2.4 表征手段
        2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.2 透射电子显微镜(TEM)
        2.4.3 传感器性能测试曲线
        2.4.4 X射线衍射测试(XRD)
        2.4.5 电子顺磁共振波谱测试(EPR)
        2.4.6 接触角测试仪(UV-vis)
        2.4.7 稳态瞬态荧光光谱仪(PL)
        2.4.8 X射线光电子能谱(XPS)
第三章 碳掺杂二氧化钛纳米管的制备及其气敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 C纳米线(CNWs)的制备
        3.2.2 C掺杂TiO_2纳米管(C/TNTs)的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CNWs和C/TNTs的形貌表征
        3.3.2 C/TNTs的XPS表征
        3.3.3 C/TNTs的XRD表征
        3.3.4 C/TNTs的电子顺磁共振(EPR)表征
        3.3.5 C/TNTs对NO_2气敏性能的研究
    3.4 本章小结
第四章 TiO_2纳米管/g-C_3N_4量子点/rGO纳米复合材料用于NO_2的ppb级检测
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 TNTs/g-C_3N_4QDs的制备
        4.2.2 TNTs/g-C_3N_4QDs/rGO的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 TNTs/g-C_3N_4QDs/rGO的形貌表征
        4.3.2 TNTs/g-C_3N_4QDs/rGO的XRD表征
        4.3.3 TNTs/g-C_3N_4QDs/rGO的EPR和XPS表征
        4.3.4 TNTs/g-C_3N_4QDS/rGO的光电性能表征
        4.3.5 TNTs/g-C_3N_4QDS/rGO对NO_2气敏性能的研究
    4.4 本章小结
第五章 新型抗湿柔性传感器TNTs/CdS QDs/APTES
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 TNTs/ CdS QDs的制备
        5.2.2 TNTs/ CdS QDs/APTES异质结的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 TNTs/g-C_3N_4QDs/rGO的形貌表征
        5.3.2 TNTs/CdS QDs/APTES的XRD&ATR表征
        5.3.3 TNTs/CdS QDs/APTES的HR-TEM&EDS表征
        5.3.4 TNTs/CdS QDs/APTES的EPR表征
        5.3.5 TNTs/CdS QDs/APTES的XPS表征
        5.3.6TNTs/CdS QDs/APTES的Linear sweep voltammetry (LSV) test表征
        5.3.7 TNTs/CdS QDs/APTES对NO_2气敏性能的研究
        5.3.8 TNTs/CdS QDs/APTES对NO_2气敏性能机理的探究
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
导师评阅表


【参考文献】：
期刊论文
[1]γ—Fe2O3的CO气敏特性的研究[J]. 吴家琨,孙良彦.  传感技术学报. 1997(01)



本文编号：3167312