光激活Ag/ZnO纳米结构传感器的气敏特性研究

发布时间：2021-11-11 15:43

　　近来,ZnO由于形貌容易控制、易合成、成本低、物理化学性质优异,已被广泛应用于制备成各种气体传感器。ZnO纳米结构传感器展现出响应高、响应恢复快、稳定性好等优点,但工作温度一般在300-400°C。高的工作温度不仅导致大量的能量消耗,而且在检测易燃、易爆气体时,存在着潜在的安全隐患,不利于实际应用。基于此,本文采用水溶液法在带有Ag电极的Al2O3陶瓷片上原位生长不同形貌的ZnO纳米结构,在ZnO纳米结构表面负载Ag纳米颗粒的基础上,利用光辐照降低ZnO纳米结构传感器的工作温度,改善其气敏性能。首先,利用水溶液法,在乙酸锌生长液中分别添加0.02 mmol、0.05 mmol、0.1 mmol、0.2 mmol柠檬酸三钠,在带有Ag电极的Al2O3陶瓷片上原位生长Zn O纳米片网络结构,片的厚度在10-20 nm之间。样品400oC退火30 min转变成由纳米颗粒组成的ZnO多孔网络结构。四个样品所构成的传感器中,添加0.1 mmol柠檬酸三钠的样品,在最佳工作温度350°C对50 ppm乙醇的响应响应最高。利用水溶液法,硝酸锌浓度分别为10 mmol/L、25 mmol/L、50 m... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 传感器
        1.2.1 传感过程和基本要求
        1.2.2 传感器的传感参数
        1.2.3 传感器的传感机制
    1.3 ZnO纳米结构传感器
    1.4 研究目的和内容
2 不同形貌ZnO纳米结构传感器的气敏特性
    2.1 引言
    2.2 实验过程
    2.3 ZnO多孔网络结构
        2.3.1 ZnO多孔网络结构的制备
        2.3.2 ZnO多孔网络结构的表征
        2.3.3 ZnO多孔网络结构的生长机理
        2.3.4 ZnO多孔网络结构传感器的最佳工作温度
        2.3.5 ZnO多孔纳片米网络结构传感器的灵敏度
        2.3.6 ZnO多孔网络结构传感器的响应和恢复时间
        2.3.7 ZnO多孔网络结构传感器的选择性
    2.4 ZnO纳米棒
        2.4.1 ZnO纳米棒的制备
        2.4.2 ZnO纳米棒的表征
        2.4.3 ZnO纳米棒传感器的最佳工作温度
        2.4.4 ZnO纳米棒传感器的灵敏度
        2.4.5 ZnO纳米棒传感器的响应和恢复时间
        2.4.6 ZnO纳米棒传感器的选择性
    2.5 传感机制
    2.6 本章小结
3 Ag/ZnO纳米结构传感器的气敏特性
    3.1 引言
    3.2 Ag/ZnO纳米结构的制备
    3.3 Ag/ZnO多孔网络结构
        3.3.1 Ag/ZnO多孔网络结构的表征
        3.3.2 Ag/ZnO多孔网络结构传感器的最佳工作温度
        3.3.3 Ag/ZnO多孔网络结构传感器的灵敏度
        3.3.4 ZnO多孔网络结构传感器的响应和恢复时间
        3.3.5 ZnO多孔网络结构传感器的选择性
    3.4 Ag/ZnO纳米棒
        3.4.1 Ag/ZnO纳米棒的表征
        3.4.2 Ag/ZnO纳米棒传感器的最佳工作温度
        3.4.3 Ag/ZnO纳米棒传感器的灵敏度
        3.4.4 Ag/ZnO纳米棒传感器的响应和恢复时间
        3.4.5 Ag/ZnO纳米棒传感器的选择性
    3.5 Ag/ZnO纳米结构传感机制
    3.6 本章小结
4 光激活下ZnO和Ag/ZnO纳米结构传感器的气敏特性
    4.1 引言
    4.2 光源介绍
    4.3 ZnO和Ag/Zn O多孔网络结构传感器的气敏特性
        4.3.1 汞灯照射下传感器的气敏特性
        4.3.2 395nm UV照射下传感器的气敏特性
        4.3.3 365nm UV照射下传感器的气敏特性
    4.4 ZnO和Ag/Zn O纳米棒传感器的气敏特性
        4.4.1 汞灯照射下传感器的气敏特性
        4.4.2 395nm UV照射下传感器的气敏特性
        4.4.3 365nm UV照射下传感器的气敏特性
    4.5 传感机制
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简历及攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3489122