氟化石墨烯/氧化锌复合材料的制备及其气敏性研究

发布时间：2021-11-03 12:25

　　论文以氟化石墨为原料,通过改进的Hummers法制备氟化石墨烯;利用超声加水热反应法制备花状形貌ZnO,并进一步采用水热法制备氟化石墨烯/ZnO复合材料。采用X射线衍射光谱（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收（UV-vis）、比表面积（BET）、热失重（TGA-DSC）等表征手段,对氟化石墨烯、氧化锌、氟化石墨烯/氧化锌复合材料的结构、官能团、微观形貌和热稳定性等进行了研究。并以氨气、乙醇、甲醛和甲烷四种气体为例进行了气敏试验研究。结果表明:通过改进的Hummers法制备的氟化石墨烯中存在含氧官能团,含氧官能团主要以C=O、S-O、环氧基的形式存在;氟化石墨烯在200℃之前较为稳定,200℃之后会出现C-F的损失;氟化石墨烯中F元素含量为18.42%。氟化石墨烯有气体敏感性,在测试的几种气体中,氟化石墨烯对氨气灵敏度最高,响应时间比乙醇的响应时间要长27s。根据氟化石墨烯气敏特性最佳工作温度测定可知,氟化石墨烯的最佳工作温度在150℃,比金属氧化物气敏材料操作温度低,将降低气体检测能耗。以乙酸锌和尿素为反... 

【文章来源】：黑龙江科技大学黑龙江省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化石墨烯
        1.2.1 氧化石墨烯的结构与性能
        1.2.2 氧化石墨烯的制备
        1.2.3 氧化石墨烯的应用
    1.3 氟化石墨烯
        1.3.1 氟化石墨烯的结构与性能
        1.3.2 氟化石墨烯的制备
        1.3.3 氟化石墨烯的应用
    1.4 ZnO纳米半导体
        1.4.1 ZnO纳米半导体的结构与性能
        1.4.2 ZnO纳米半导体的制备
        1.4.3 ZnO纳米半导体的应用
    1.5 课题立题意义和主要研究内容
        1.5.1 立题意义
        1.5.2 主要研究内容及技术路线图
2 试验材料与表征方法
    2.1 试验材料
    2.2 常规实验设备
    2.3 表征方法与设备
        2.3.1 试样微观组织结构的分析
        2.3.2 试样气敏性测试
3 氟化石墨烯的制备及气敏性试验
    3.1 实验方法
    3.2 表征与分析
        3.2.1 形貌分析
        3.2.2 晶体结构分析
        3.2.3 化学结构分析
        3.2.4 热稳定性分析
        3.2.5 比表面积分析
        3.2.6 氟含量测定
    3.3 气敏性试验
        3.3.1 旁热式传感器加热电流与工作温度的关系
        3.3.2 氟化石墨烯对几种气体的气敏性测定
        3.3.3 氟化石墨烯对不同温度下对氨气的响应
    3.4 氟化石墨烯气敏机理探讨
    3.5 本章小结
4 纳米ZnO的制备与气敏性试验
    4.1 实验方法
    4.2 纳米ZnO制备形貌讨论
        4.2.1 离子浓度对ZnO形貌的影响
        4.2.2 超声时间对ZnO形貌的影响
        4.2.3 水热反应时间对ZnO形貌的影响
        4.2.4 水热反应温度对ZnO形貌的影响
    4.3 纳米ZnO表征
        4.3.1 ZnO晶体结构分析
        4.3.2 ZnO热稳定分析
        4.3.3 ZnO比表面积分析
    4.4 ZnO的气敏性试验
        4.4.1 纳米ZnO对几种气体的气敏性测定
        4.4.2 纳米ZnO对不同温度下对氨气的响应
        4.4.3 纳米ZnO对不同氨气浓度的响应时间
    4.5 本章小结
5 氟化石墨烯/纳米ZnO复合材料制备与气敏性试验
    5.1 实验方法
    5.2 表征与分析
        5.2.1 氟化石墨烯/ZnO复合物形貌分析
        5.2.2 氟化石墨烯/ZnO复合物化学结构分析
        5.2.3 氟化石墨烯/ZnO复合物热稳定性分析
        5.2.4 氟化石墨烯/ZnO复合物晶体结构分析
        5.2.5 氟化石墨烯/ZnO复合物比表面积分析
    5.3 气敏性试验
        5.3.1 几种气体的气敏性测定
        5.3.2 对不同温度下对氨气的响应
        5.3.3 对不同氨气浓度的响应
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
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[3]嵌入（全氟化石墨烯）式三角形石墨烯纳米片的电子和磁性研究[D]. 谢惠.吉林大学 2013
[4]石墨烯负载金属纳米粒子及其电化学行为研究[D]. 张晓荣.武汉工程大学 2013
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本文编号：3473680