取向生长二氧化钛薄膜表面调控及其氢气敏感性能研究

发布时间：2022-08-08 21:30

　　氢气（H2）是一种绿色清洁可持续的能源,安全有效地利用氢能源将对未来环境和人类社会产生重大影响。研制自然环境下工作,具有高灵敏度,能对H2即时响应的H2传感器对氢能源生产、存贮、运输和使用都具有重要意义。具有特殊表面的半导体纳米结构往往具有高反应活性的位错,缺陷和悬挂键,因而在锂电池,太阳能电池,气体传感器等诸多领域有潜在应用。近年来,基于二氧化钛（TiO2）的气敏传感器取得了很大进展,但同时具有低工作温度,高灵敏度,快响应/回复时间且性能稳定的传感器仍然有待研发,相关H2敏感机制仍需深入研究。本论文以取向生长Ti02纳米阵列薄膜为研究对象,对其活性表面进行调控并对其H2敏感性能和敏感机制进行研究。主要研究内容如下:1.紫外光（UV）辐照对（002）取向生长金红石相TiO2纳米阵列H2敏感性能的提升机制:采用UV辐照（002）取向的金红石相TiO2纳米棒阵列薄膜,XPS分析辐照前后薄膜表面的化学状态,研究了 UV辐照对薄膜H2敏感性能的影响。实验结果表明,紫外光辐照可以减少传感器表面污染,增加TiO2纳米棒阵列薄膜表面氧空位,显著提高传感器对H2的灵敏度。2.铂（Pt）纳米颗粒修饰对（... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
        1.1.1 H_2传感器的研究背景
        1.1.2 H_2传感器的应用
        1.1.3 H_2传感器的类型
        1.1.4 H_2传感器国内外研究现状
    1.2 TiO_2基H_2传感器
        1.2.1 TiO_2材料简介
        1.2.2 本文TiO_2基H_2传感器性能指标
        1.2.3 基于TiO_2材料的H_2传感器
    1.3 本论文的研究内容
第2章 紫外辐照对(002)取向金红石相TiO_2纳米棒阵列薄膜H_2敏感性能的影响研究
    2.1 研究背景
    2.2 实验过程
        2.2.1 实验原料及仪器设备
        2.2.2 材料的制备
        2.2.3 薄膜表征和UV辐照处理
        2.2.4 传感器H_2敏感性能测试
    2.3 结果及分析
        2.3.1 薄膜表征
        2.3.2 气敏性能
    2.4 本章小结
第3章 Pt纳米颗粒修饰对(002)取向金红石相TiO_2纳米阵列薄膜H_2敏感性能的影响研究
    3.1 研究背景
    3.2 实验过程
    3.3 结果及分析
        3.3.1 薄膜表征
        3.3.2 气敏性能
    3.4 本章小结
第4章 乙醇对(002)取向金红石相TiO_2纳米阵列薄膜的制备及H_2敏感性能影响研究
    4.1 研究背景
    4.2 实验过程
    4.3 结果及分析
        4.3.1 薄膜表征
        4.3.2 气敏性能
    4.4 本章小结
第5章 (004)取向锐钦矿相TiO_2纳米阵列薄膜H_2敏感性能研究
    5.1 研究背景
    5.2 实验过程
    5.3 结果及分析
        5.3.1 薄膜表征
        5.3.2 气敏性能
    5.4 本章小结
第6章 总结
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氢气传感器的技术现状及发展趋势[J]. 母坤,童杏林,胡畔,邓承伟,郭倩,熊家国.  激光杂志. 2016(05)
[2]气体传感器在国外航天器上的应用[J]. 窦仁超,孙立臣,刘兴悦,闫荣鑫,任国华.  仪器仪表学报. 2016(05)
[3]氢气传感器的研究进展[J]. 刘俊峰,陈侃松,王爱敏,顾豪爽,刘华容.  传感器与微系统. 2009(08)



本文编号：3672266