贵金属/金属氧化物/石墨烯复合材料及其敏感性能研究
发布时间：2021-08-03 09:54
人与大气的关系,犹如鱼与水。伴随着工业水平的不断提升,空气质量越发的降低,空气污染对人的伤害越发严重,降低消除空气污染刻不容缓。目前,在国家环保部公布的主要空气污染物中排在第一的是PM2.5,其次便是挥发性有机物（VOCs）。VOCs是产生臭氧污染和光化学污染的主要污染源,是大气污染的一个重要组成部分。故对其实施检测控制是治理大气污染的一个重要途径。由于价格便宜、易制成、体积轻小等优点,使得金属氧化物传感器在气敏领域拥有很大的应用市场。但其运行环境需要较高的温度、选择性不好、检测下限高等问题,也严重阻碍了金属氧化物传感器在高要求检测领域的应用。随着制备工艺的不断进步以及新型材料的出现,如材料的纳米化技术和近年来新发现石墨烯材料等,都为半导体式气体传感器在精准检测领域更广泛的应用提供了可能。尤其是石墨烯材料,其拥有非常好的物理特性和较稳定的化学性质,使其在开发新型气敏元件方面有着广阔的应用前景。本文以贵金属／金属氧化物／石墨烯三元纳米复合材料及其敏感特性为研究对象,并分析了其敏感机制。贵金属材料我们以常见的Au、Ag为实验材料,金属氧化物选Sn02为实验材料,材料中的石墨烯是使用改进的H...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 石墨烯概述
1.1.1 石墨烯的结构和性能
1.1.2 石墨烯的制备方法
1.1.3 石墨烯的应用
1.2 气敏传感器概述
1.2.1 气体传感器的分类
1.2.2 半导体气体传感器的敏感机制
1.3 改善金属氧化物气敏性能的有效途径
1.3.1 加入添加剂
1.3.2 控制敏感材料的微细结构
1.3.3 表面修饰
1.3.4 与石墨烯复合
1.4 金属氧化物气敏传感器的研究现状
1.4.1 发展方向
1.4.2 研究难点
1.5 本论文选题依据和研究思路
1.6 研究内容
第二章 实验过程及原理
2.1 实验试剂及仪器设备
2.2 半导体气敏元件的特征参数
2.3 氧化石墨烯及试验用气敏材料的制备
2.4 材料的表征仪器及原理
2.4.1 透射电子显微镜
2.4.2 X射线能谱仪
2.5 气体传感器的制备及测试装置
2.5.1 气体传感器的制备
2.5.2 测试装置
2.6 贵金属/金属氧化物/石墨烯的气敏机制
2.7 本章小结
第三章 Ag/SnO_2/G复合材料的表征及气敏特性
3.1 引言
3.2 Ag/SnO_2/G复合材料的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Ag/SnO_2/G-2复合材料的工作温度
3.3.2 掺杂Ag量对气敏性能的影响
3.3.3 Ag/SnO_2/G-2复合材料的选择性
3.3.4 Ag/SnO_2/G-2即时响应情况
3.3.5 与SnO_2/G复合材料的类比
3.4 本章小结
第四章 Ag/SnO_2/G复合材料的表征及气敏特性
4.1 引言
4.2 Ag/SnO_2/G复合材料的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 Ag/SnO_2/G-2复合材料的工作温度
4.3.2 掺杂Au量对气敏性能的影响
4.3.3 Ag/SnO_2/G-2即时响应情况
4.3.4 Au/SnO_2/G-2复合材料的选择性
4.3.5 与SnO_2/G复合材料的类比
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 主要创新点
5.3 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]NiO-SnO2纳米材料对H2的气敏特性[J]. 黄双龙. 黑龙江冶金. 2015(06)
[2]PdO,Au,CdO修饰SnO2纳米纤维的制备及其气敏特性[J]. 胡瑞金,王兢,朱慧超. 物理化学学报. 2015(10)
[3]Ag掺杂SnO2气敏元件性能的研究[J]. 侯振雨,李芸岭,李延方,张懿博,李丽. 化工新型材料. 2015(01)
[4]水热法制备石墨烯-SnO2复合材料的甲醛与乙醇敏感性能的研究[J]. 胡如雪,储向峰,白林山,董永平. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]单晶多孔ZnO纳米片的制备、表征及气敏性能研究[J]. 刘洁,唐新村,王志敏,余晓静,张亮,肖元化. 无机化学学报. 2012(11)
[6]氧化石墨烯的制备及其对NH3的敏感特性研究[J]. 孙宇峰,刘少波,李会华,王萍,孟凡利,陈翌庆. 功能材料. 2012(06)
[7]石墨烯的制备研究进展[J]. 袁小亚. 无机材料学报. 2011(06)
[8]石墨烯应用研究进展[J]. 张文毓,全识俊. 传感器世界. 2011(05)
[9]贵金属修饰纳米In2O3的制备及应用[J]. 桂阳海,崔瑞立,方灿祥,田俊峰. 仪表技术与传感器. 2011(02)
[10]金修饰ZnO纳米棒阵列制备及对甲醛气敏性能[J]. 陈伟良,尹静,黄春舒,王学伟,袁志好,别利剑. 无机化学学报. 2010(04)
本文编号：3319413
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 石墨烯概述
1.1.1 石墨烯的结构和性能
1.1.2 石墨烯的制备方法
1.1.3 石墨烯的应用
1.2 气敏传感器概述
1.2.1 气体传感器的分类
1.2.2 半导体气体传感器的敏感机制
1.3 改善金属氧化物气敏性能的有效途径
1.3.1 加入添加剂
1.3.2 控制敏感材料的微细结构
1.3.3 表面修饰
1.3.4 与石墨烯复合
1.4 金属氧化物气敏传感器的研究现状
1.4.1 发展方向
1.4.2 研究难点
1.5 本论文选题依据和研究思路
1.6 研究内容
第二章 实验过程及原理
2.1 实验试剂及仪器设备
2.2 半导体气敏元件的特征参数
2.3 氧化石墨烯及试验用气敏材料的制备
2.4 材料的表征仪器及原理
2.4.1 透射电子显微镜
2.4.2 X射线能谱仪
2.5 气体传感器的制备及测试装置
2.5.1 气体传感器的制备
2.5.2 测试装置
2.6 贵金属/金属氧化物/石墨烯的气敏机制
2.7 本章小结
第三章 Ag/SnO_2/G复合材料的表征及气敏特性
3.1 引言
3.2 Ag/SnO_2/G复合材料的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Ag/SnO_2/G-2复合材料的工作温度
3.3.2 掺杂Ag量对气敏性能的影响
3.3.3 Ag/SnO_2/G-2复合材料的选择性
3.3.4 Ag/SnO_2/G-2即时响应情况
3.3.5 与SnO_2/G复合材料的类比
3.4 本章小结
第四章 Ag/SnO_2/G复合材料的表征及气敏特性
4.1 引言
4.2 Ag/SnO_2/G复合材料的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 Ag/SnO_2/G-2复合材料的工作温度
4.3.2 掺杂Au量对气敏性能的影响
4.3.3 Ag/SnO_2/G-2即时响应情况
4.3.4 Au/SnO_2/G-2复合材料的选择性
4.3.5 与SnO_2/G复合材料的类比
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 主要创新点
5.3 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]NiO-SnO2纳米材料对H2的气敏特性[J]. 黄双龙. 黑龙江冶金. 2015(06)
[2]PdO,Au,CdO修饰SnO2纳米纤维的制备及其气敏特性[J]. 胡瑞金,王兢,朱慧超. 物理化学学报. 2015(10)
[3]Ag掺杂SnO2气敏元件性能的研究[J]. 侯振雨,李芸岭,李延方,张懿博,李丽. 化工新型材料. 2015(01)
[4]水热法制备石墨烯-SnO2复合材料的甲醛与乙醇敏感性能的研究[J]. 胡如雪,储向峰,白林山,董永平. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]单晶多孔ZnO纳米片的制备、表征及气敏性能研究[J]. 刘洁,唐新村,王志敏,余晓静,张亮,肖元化. 无机化学学报. 2012(11)
[6]氧化石墨烯的制备及其对NH3的敏感特性研究[J]. 孙宇峰,刘少波,李会华,王萍,孟凡利,陈翌庆. 功能材料. 2012(06)
[7]石墨烯的制备研究进展[J]. 袁小亚. 无机材料学报. 2011(06)
[8]石墨烯应用研究进展[J]. 张文毓,全识俊. 传感器世界. 2011(05)
[9]贵金属修饰纳米In2O3的制备及应用[J]. 桂阳海,崔瑞立,方灿祥,田俊峰. 仪表技术与传感器. 2011(02)
[10]金修饰ZnO纳米棒阵列制备及对甲醛气敏性能[J]. 陈伟良,尹静,黄春舒,王学伟,袁志好,别利剑. 无机化学学报. 2010(04)
本文编号：3319413
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