氧化物半导体/TiO 2 分级纳米结构的制备及其气敏性能研究
发布时间：2021-11-12 07:04
进入20世纪以来,经济的迅速发展为人类创造了巨大的经济利益,同时也给自然环境的可持续发展带来了诸多问题。而大气中的有毒有害气体最为与人类的生活息息相关,因此制备出能够迅速检测这些有毒有害气体的传感器成为科研工作者迫在眉睫的任务。TiO2是一种宽禁带半导体材料,其禁带宽度为3.2eV（锐钛矿相）或3.0 eV（金红石相）,由于其独特的结构和化学性质,已被广泛应用于光催化、气敏传感器等领域。然而单一的TiO2气敏材料存在着工作温度高、选择性差等缺点,掺杂、表面修饰及与其他气敏材料复合形成分级纳米结构是改善TiO2气敏性能的常用方法。本文选取TiO2为基础材料,采用静电纺丝技术制备TiO2纳米纤维,通过掺杂或表面修饰调节TiO2纳米纤维的活性位点。同时,利用二步水热法制备了ZnO/TiO2与α-Fe2O3/TiO2分级纳米结构气敏材料,系统研究了不同水热时间和浓度对获得分级纳米结构对其气敏性能的影响,由于分级纳米结构提供较大的比表面积和更多的活性位点,这将有利于气敏性能的提高。具体研究工作如下:1.介绍了静电纺丝技术原理,并利用静电纺丝技术制备Ti...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 气敏传感器简介
1.2.1 气敏传感器研究进展
1.2.2 气敏传感器分类
1.2.3 气敏传感器的性能参数
1.3. 气敏传感器敏感机制
1.4 金属氧化物半导体纳米材料的制备方法
1.5 具有分级结构的金属氧化物半导体纳米材料的性能
1.6 金属氧化物分级纳米结构气敏材料的研究进展
1.7 本论文课题的提出及研究内容和意义
1.7.1 本论文课题的提出及研究内容
1.7.2 本论文课题研究的意义
2 实验部分
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 微观结构的表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）
2.2.2 X射线衍射仪（XRD）
2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
2.2.4 X射线光电子能谱（XPS）
2.3 气敏性能测试
3 静电纺丝法制备TiO_2纳米纤维及气敏性能的研究
3.1 静电纺丝技术概述
3.2 TiO_2纳米纤维的制备过程
3.3 TiO_2纳米纤维的物相与形貌表征
3.4 TiO_2纳米纤维的气敏性能
3.5 本章小结
4 ZnO/TiO_2分级纳米结构的制备及气敏性能的研究
4.1 引言
4.2 ZnO纳米颗粒修饰TiO_2纳米纤维的制备及气敏性能的研究
4.2.1 实验部分
4.2.2 ZnO纳米颗粒修饰TiO_2纳米纤维的形貌及物相表征
4.2.3 ZnO纳米颗粒修饰TiO_2纳米纤维的气敏性能
4.3 Zn掺杂TiO_2纳米纤维的制备及气敏性能的研究
4.3.1 实验部分
4.3.2 Zn掺杂TiO_2纳米纤维的形貌及物相表征
4.3.3 Zn掺杂TiO_2纳米纤维的气敏性能
4.4 ZnO/TiO_2分级纳米结构的制备及其气敏性能
4.4.1 实验部分
4.4.2 物相与形貌表征
4.4.3 水热反应时间对ZnO/TiO_2分级纳米结构的影响
4.4.4 ZnO/TiO_2分级纳米结构的气敏性能
4.4.5 气敏机理
4.5 本章小结
5 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的制备及其气敏性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的制备
5.2.2 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的表征
5.2.3 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构气敏传感器的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的物相与形貌表征
5.3.2 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的生长机制
5.3.3 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的气敏性能
5.3.4 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的气敏机理
5.4 本章小结
6 总结
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果
致谢
本文编号：3490407
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 气敏传感器简介
1.2.1 气敏传感器研究进展
1.2.2 气敏传感器分类
1.2.3 气敏传感器的性能参数
1.3. 气敏传感器敏感机制
1.4 金属氧化物半导体纳米材料的制备方法
1.5 具有分级结构的金属氧化物半导体纳米材料的性能
1.6 金属氧化物分级纳米结构气敏材料的研究进展
1.7 本论文课题的提出及研究内容和意义
1.7.1 本论文课题的提出及研究内容
1.7.2 本论文课题研究的意义
2 实验部分
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 微观结构的表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）
2.2.2 X射线衍射仪（XRD）
2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
2.2.4 X射线光电子能谱（XPS）
2.3 气敏性能测试
3 静电纺丝法制备TiO_2纳米纤维及气敏性能的研究
3.1 静电纺丝技术概述
3.2 TiO_2纳米纤维的制备过程
3.3 TiO_2纳米纤维的物相与形貌表征
3.4 TiO_2纳米纤维的气敏性能
3.5 本章小结
4 ZnO/TiO_2分级纳米结构的制备及气敏性能的研究
4.1 引言
4.2 ZnO纳米颗粒修饰TiO_2纳米纤维的制备及气敏性能的研究
4.2.1 实验部分
4.2.2 ZnO纳米颗粒修饰TiO_2纳米纤维的形貌及物相表征
4.2.3 ZnO纳米颗粒修饰TiO_2纳米纤维的气敏性能
4.3 Zn掺杂TiO_2纳米纤维的制备及气敏性能的研究
4.3.1 实验部分
4.3.2 Zn掺杂TiO_2纳米纤维的形貌及物相表征
4.3.3 Zn掺杂TiO_2纳米纤维的气敏性能
4.4 ZnO/TiO_2分级纳米结构的制备及其气敏性能
4.4.1 实验部分
4.4.2 物相与形貌表征
4.4.3 水热反应时间对ZnO/TiO_2分级纳米结构的影响
4.4.4 ZnO/TiO_2分级纳米结构的气敏性能
4.4.5 气敏机理
4.5 本章小结
5 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的制备及其气敏性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的制备
5.2.2 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的表征
5.2.3 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构气敏传感器的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的物相与形貌表征
5.3.2 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的生长机制
5.3.3 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的气敏性能
5.3.4 α-Fe_2O_3/TiO_2分级纳米结构的气敏机理
5.4 本章小结
6 总结
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果
致谢
本文编号：3490407
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