Mn掺杂ZnO纳米纤维/小尺寸ZnO纳米粒子的制备及其对丙酮气敏特性的研究

发布时间：2022-01-20 08:43

　　我们成功制备出纯的及Mn掺杂的ZnO纳米纤维,并对其进行高温煅烧。分别利用XRD、XPS、SEM等表征方法技术进行表征,结果显示:Mn的掺杂对ZnO纳米纤维的影响相当明显。XRD测试显示这些样品具有六角锌矿结构,且随着Mn掺杂量的上升衍射峰下降;XPS谱分析到Mn是以正二价的形式存在于ZnO晶格中。Mn的掺杂破坏了ZnO结构并使ZnO纳米纤维表面凹凸不平异常粗糙且连续性也较差,这些有利于吸附更多的气体分子。总之,Mn的掺杂在控制结构形貌及气敏特性方面起到重要的作用。特别对于2.0 wt%Mn掺杂ZnO纳米纤维具有响应强、反应迅速和选择性好等优点,而这些和Mn2+的修饰有密切的联系。以上结论都表明,2.0 wt%Mn掺杂ZnO纳米纤维更有作为丙酮传感器的潜能。利用直接沉淀法和水热-沉淀法分别制备了两组不同的ZnO纳米粒子,它们的性质、结构及气敏特性等做了对比讨论。通过XRD、SEM、TEM和BET等表征手段对样品进行多方面的表征。结果发现,第二种方法制备的ZnO纳米粒子在气敏特性上的优越性远远高于第一组样品。CTAB不仅能降低ZnO晶体表面能还可以搬运ZnO晶体的生长单位,从而抑制Zn ... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米材料的概述
        1.1.1 纳米材料的分类
        1.1.2 纳米材料的特性
    1.2 ZnO材料概述
    1.3 ZnO纳米材料在气敏传感领域的研究
        1.3.1 提高半导体气敏元件气敏性能的有效方法
        1.3.2 ZnO纳米材料的气敏机理模型
        1.3.3 气敏元件的各项参数
    1.4 本论文的选题思路及主要工作
        1.4.1 选题思路
        1.4.2 研究内容
    参考文献
第二章 ZnO纳米材料的制备及表征
    2.1 静电纺丝法
        2.1.1 静电纺丝法的原理
        2.1.2 静电纺丝法的特点
    2.2 水热法
        2.2.1 水热法机理与特点
    2.3 沉淀法
    参考文献
第三章 Mn掺杂ZnO纳米纤维的气敏特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品和装置
        3.2.2 纯 Zn O 和 Mn 掺杂 Zn O 纳米纤维的制备
        3.2.3 纯ZnO和Mn掺杂ZnO纳米纤维传感器的制备
        3.2.4 纯ZnO和Mn掺杂ZnO纳米纤维的表征
    3.3 讨论和结果
        3.3.1 形貌与结构
        3.3.2 元素组分
        3.3.3 气敏特性研究
        3.3.4 气敏机理研究
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 小尺寸ZnO纳米粒子的制备及气敏特性研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验药品和装置
        4.1.2 材料的制备
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 XRD表征
        4.2.2 SEM和TEM表征
        4.2.3 纳米粒子形成机理
        4.2.4 气敏特性及机理
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
附录：攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米材料性质及应用[J]. 赵玉岭.  煤炭技术. 2009(08)



本文编号：3598520