碳纳米管/金属氧化物纳米结构的合成及气敏特性研究
发布时间：2022-02-04 16:05
在科技飞速发展的今天,越来越多的环境问题出现在人们面前,雾霾天气的频发,装潢材料中甲醛超标以及化工原料意外泄漏事故已经严重危害到人们的健康生活,这些都对气敏传感器的高效准确性提出了要求。但是现有传感器大多存在着工作温度高、响应速度缓慢、灵敏度过低等一系列问题。本文针对上述问题,采用一种在传统金属氧化物中掺杂碳纳米管的方法,从气敏材料入手对其进行优化,实现高灵敏度低工作温度的气敏传感器的制备与设计。主要研究内容如下:（1）研究了气敏传感器的制备工艺与原理,选择旁热式气敏传感器的制备过程。采用化学修饰的方法对碳纳米管进行处理,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等仪器对气敏材料进行表征,研究表明处理后的碳纳米管加强了对气体的吸附能力和掺杂能力,为后续实验提供理论依据。（2）通过沉淀法制备出纳米Fe2O3颗粒并与碳纳米管进行复合,研究了不同烧结温度对复合气敏材料气敏性的影响,重点分析了掺杂量,工作温度及气体浓度与传感器灵敏度之间的关系,并对气敏机理进行了研究。实验表明掺杂碳纳米管的Fe2O3传感器对丙酮的灵...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景意义
1.2 国内外研究现状
1.3 纳米金属氧化物的简介
1.3.1 纳米材料的分类与性质
1.3.2 纳米金属氧化物的制备方法
1.4 碳纳米管简介
1.4.1 碳纳米管的制备方法
1.4.2 碳纳米管的结构
1.4.3 碳纳米管的应用
1.5 论文主要研究内容
2 气敏传感器的制备工艺及工作原理
2.1 气敏传感器的分类
2.2 气敏传感器的制作工艺
2.3 气敏传感器相关参数
2.4 气敏传感器的制备及测试方法
2.5 气敏传感器的工作原理
2.6 本章小结
3 碳纳米管的分散处理
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 碳纳米管的化学修饰
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料表征及分析
3.3.2 气敏性能测试
3.4 本章小结
4 CNT掺杂纳米Fe_2O_3材料的制备表征及气敏测试
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 CNT/Fe_2O_3复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料表征及分析
4.3.2 气敏性能测试
4.3.3 气敏机理分析
4.4 本章小结
5 CNT掺杂纳米In_2O_3与SnO_2材料的制备表征及气敏测试
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂与仪器
5.2.2 CNT/SnO_2复合材料的制备
5.2.3 CNT/In_2O_3复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料表征及分析
5.3.2 气敏性能测试
5.3.3 气敏机理分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝法制备不同形貌的纳米SnO2及其甲醛气敏特性的研究[J]. 杜海英,苏航,王兢,邵强,孙炎辉,李晓干. 功能材料. 2015(21)
[2]ZnO/ZnSnO3纳米复合物的制备及其HCHO气敏性研究[J]. 王炳山,袁建军,韩文华,刘建华,吴翠. 材料导报. 2015(20)
[3]改性石墨烯纳米材料气敏特性的理论研究[J]. 唐亚楠,申梓刚,陈卫光,李成刚,潘立军. 深圳大学学报(理工版). 2015(04)
[4]基于半导体纳米SnO2构建的气敏传感器的应用研究进展[J]. 杨磊,张慧,王超,刘振,颜兆庆,张勇,魏琴. 分析测试技术与仪器. 2015(02)
[5]花球状多级结构α-MoO3纳米材料的构筑及其三甲胺气敏性能[J]. 隋丽丽,徐英明,程晓丽,霍丽华. 黑龙江大学自然科学学报. 2015(03)
[6]热CVD制备定向竹节型碳纳米管生长机制分析[J]. 李刚,余宗胜,徐先锋. 材料热处理学报. 2015(06)
[7]不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响[J]. 郑国栋,张清杰,邓火英,蒋文革,杨小平,隋刚. 复合材料学报. 2015(03)
[8]单晶多孔ZnO制备及对室内空气污染物的气敏性能的研究[J]. 束庆波,金震,孟凡利,孙宇峰. 功能材料. 2015(10)
[9]Pd负载量对多孔ITO材料CO气敏性的影响[J]. 周允红,周晓龙,曹建春,曹宇,樊勇军. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2015(01)
[10]碳纳米管膜的制备及其应用研究进展[J]. 李也,蒋文举,莫娟. 四川化工. 2015(01)
博士论文
[1]石墨烯复合金属氧化物SnO2的气体传感特性研究[D]. 张昊.吉林大学 2015
[2]金属氧化物半导体共轴纤维及其气体传感性能的研究[D]. 曹静.吉林大学 2015
[3]金属氧化物半导体微纳结构制备及其气敏特性研究[D]. 王双明.吉林大学 2015
[4]SnO2基CO传感器气敏性和选择性的基础研究[D]. 殷锡涛.北京科技大学 2015
[5]氧化物与晶态碳异质结构构筑及气敏性能研究[D]. 杨颖.黑龙江大学 2014
[6]氧化物纳米材料对CO2及还原性气体的气敏性研究[D]. 王小风.山东大学 2014
[7]金属氧化物微纳米结构的合成、调控及气敏性能研究[D]. 刘相红.南开大学 2012
[8]功能纳米材料的设计、合成及气敏性能研究[D]. 张军.南开大学 2011
[9]多壁碳纳米管的掺杂及其气敏特性研究[D]. 郭淼.浙江大学 2006
硕士论文
[1]一维半导体纳米材料的结构调控及其传感器件研究[D]. 迟霄.吉林大学 2015
[2]α-Fe2O3@SnO2核壳纳米管异质结构的制备及其气敏性能研究[D]. 余秋香.华中师范大学 2015
[3]氧化铟纳米材料的制备及气敏特性的研究[D]. 艾鹏.云南师范大学 2015
[4]氧化钨、氧化镍及其异质结构纳米材料的气敏性能研究[D]. 鲍蒙.湖南大学 2014
[5]多孔SnO2纳米材料的合成及其气敏性能的研究[D]. 魏凤君.上海大学 2014
[6]WO3准一维纳米结构H2S气敏性能研究[D]. 刘宾全.湖南师范大学 2014
[7]碳纳米管负载SnO2纳米颗粒乙醇气敏特性研究[D]. 孙晓蕾.黑龙江大学 2014
[8]TiO2及其复合薄膜的气敏性研究[D]. 吐尔孙阿依·阿木丁.新疆大学 2013
[9]基于微热板的气敏元件制备及其检测系统设计[D]. 郭振亚.大连理工大学 2013
[10]硅基微结构气体传感器的设计及特性研究[D]. 马晓康.吉林大学 2013
本文编号：3613513
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景意义
1.2 国内外研究现状
1.3 纳米金属氧化物的简介
1.3.1 纳米材料的分类与性质
1.3.2 纳米金属氧化物的制备方法
1.4 碳纳米管简介
1.4.1 碳纳米管的制备方法
1.4.2 碳纳米管的结构
1.4.3 碳纳米管的应用
1.5 论文主要研究内容
2 气敏传感器的制备工艺及工作原理
2.1 气敏传感器的分类
2.2 气敏传感器的制作工艺
2.3 气敏传感器相关参数
2.4 气敏传感器的制备及测试方法
2.5 气敏传感器的工作原理
2.6 本章小结
3 碳纳米管的分散处理
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 碳纳米管的化学修饰
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料表征及分析
3.3.2 气敏性能测试
3.4 本章小结
4 CNT掺杂纳米Fe_2O_3材料的制备表征及气敏测试
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 CNT/Fe_2O_3复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料表征及分析
4.3.2 气敏性能测试
4.3.3 气敏机理分析
4.4 本章小结
5 CNT掺杂纳米In_2O_3与SnO_2材料的制备表征及气敏测试
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂与仪器
5.2.2 CNT/SnO_2复合材料的制备
5.2.3 CNT/In_2O_3复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料表征及分析
5.3.2 气敏性能测试
5.3.3 气敏机理分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝法制备不同形貌的纳米SnO2及其甲醛气敏特性的研究[J]. 杜海英,苏航,王兢,邵强,孙炎辉,李晓干. 功能材料. 2015(21)
[2]ZnO/ZnSnO3纳米复合物的制备及其HCHO气敏性研究[J]. 王炳山,袁建军,韩文华,刘建华,吴翠. 材料导报. 2015(20)
[3]改性石墨烯纳米材料气敏特性的理论研究[J]. 唐亚楠,申梓刚,陈卫光,李成刚,潘立军. 深圳大学学报(理工版). 2015(04)
[4]基于半导体纳米SnO2构建的气敏传感器的应用研究进展[J]. 杨磊,张慧,王超,刘振,颜兆庆,张勇,魏琴. 分析测试技术与仪器. 2015(02)
[5]花球状多级结构α-MoO3纳米材料的构筑及其三甲胺气敏性能[J]. 隋丽丽,徐英明,程晓丽,霍丽华. 黑龙江大学自然科学学报. 2015(03)
[6]热CVD制备定向竹节型碳纳米管生长机制分析[J]. 李刚,余宗胜,徐先锋. 材料热处理学报. 2015(06)
[7]不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响[J]. 郑国栋,张清杰,邓火英,蒋文革,杨小平,隋刚. 复合材料学报. 2015(03)
[8]单晶多孔ZnO制备及对室内空气污染物的气敏性能的研究[J]. 束庆波,金震,孟凡利,孙宇峰. 功能材料. 2015(10)
[9]Pd负载量对多孔ITO材料CO气敏性的影响[J]. 周允红,周晓龙,曹建春,曹宇,樊勇军. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2015(01)
[10]碳纳米管膜的制备及其应用研究进展[J]. 李也,蒋文举,莫娟. 四川化工. 2015(01)
博士论文
[1]石墨烯复合金属氧化物SnO2的气体传感特性研究[D]. 张昊.吉林大学 2015
[2]金属氧化物半导体共轴纤维及其气体传感性能的研究[D]. 曹静.吉林大学 2015
[3]金属氧化物半导体微纳结构制备及其气敏特性研究[D]. 王双明.吉林大学 2015
[4]SnO2基CO传感器气敏性和选择性的基础研究[D]. 殷锡涛.北京科技大学 2015
[5]氧化物与晶态碳异质结构构筑及气敏性能研究[D]. 杨颖.黑龙江大学 2014
[6]氧化物纳米材料对CO2及还原性气体的气敏性研究[D]. 王小风.山东大学 2014
[7]金属氧化物微纳米结构的合成、调控及气敏性能研究[D]. 刘相红.南开大学 2012
[8]功能纳米材料的设计、合成及气敏性能研究[D]. 张军.南开大学 2011
[9]多壁碳纳米管的掺杂及其气敏特性研究[D]. 郭淼.浙江大学 2006
硕士论文
[1]一维半导体纳米材料的结构调控及其传感器件研究[D]. 迟霄.吉林大学 2015
[2]α-Fe2O3@SnO2核壳纳米管异质结构的制备及其气敏性能研究[D]. 余秋香.华中师范大学 2015
[3]氧化铟纳米材料的制备及气敏特性的研究[D]. 艾鹏.云南师范大学 2015
[4]氧化钨、氧化镍及其异质结构纳米材料的气敏性能研究[D]. 鲍蒙.湖南大学 2014
[5]多孔SnO2纳米材料的合成及其气敏性能的研究[D]. 魏凤君.上海大学 2014
[6]WO3准一维纳米结构H2S气敏性能研究[D]. 刘宾全.湖南师范大学 2014
[7]碳纳米管负载SnO2纳米颗粒乙醇气敏特性研究[D]. 孙晓蕾.黑龙江大学 2014
[8]TiO2及其复合薄膜的气敏性研究[D]. 吐尔孙阿依·阿木丁.新疆大学 2013
[9]基于微热板的气敏元件制备及其检测系统设计[D]. 郭振亚.大连理工大学 2013
[10]硅基微结构气体传感器的设计及特性研究[D]. 马晓康.吉林大学 2013
本文编号：3613513
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