MOFs衍生的铁基复合材料的合成及其性能研究
发布时间：2023-02-16 07:49
随着人类生产和生活的迅速发展,不仅耗损了大量的不可再生能源,并且产生了大量的废气、粉尘等排入大气,严重的影响了空气质量,尤其是在人口密集的城市和工业区。大气污染物的种类很多,可分为气态污染物和颗粒状污染物两个部分。其中气态污染物主要为:含氮化合物、含硫化合物、碳的氧化物、碳氢化合物、卤素化合物。目前,已知的大气污染物约有100多种,氮氧化物、含硫化合物以及碳的氧化物作为三大气态污染物,关于对它的检测在气敏传感等相关方向具有重大实用价值和商业前景。自20世纪90年代,第一代MOFs材料合成以来,它逐渐成为多个化学分支(无机化学、有机化学等)的主要研究方向。MOFs由于有多孔、高比表面积与多金属位点等许多优异特性,因此在化学,化工领域得到许多应用,比如气体储存、分子分离、催化、药物递送,和类似的许多应用。在空气中锻烧生成的氧化物半导体由于高比表面积,高孔隙结构,因此其吸附气体分子的能力特别强且有利于气体分子的扩散。在气敏检测方面上,与块状气敏材料相比,MOFs材料衍生物具有更低的气敏检测限,更高的气敏响应值,更短的响应时间。本论文基于对MOFs衍生金属氧化物的结构与性能关系的理解,设计合成...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究的目的和意义
1.1.1 传感器简介
1.1.2 气体传感器的研究背景
1.1.3 半导体气体传感器的应用
1.2 半导体氧化物
1.2.1 半导体氧化物的分类
1.2.2 金属氧化物半导体气体传感器工作机理
1.2.3 半导体氧化物的在传感器方面的国内外研究现状
1.2.4 半导体氧化物的在传感器方面的发展趋势
1.2.5 氧化铁纳米材料在传感器方面的国内外研究现状
1.3 金属-有机骨架(MOFs)衍生材料
1.3.1 MOFs材料的概述
1.3.2 MOFs材料的主要应用
1.3.3 MOFs复合材料在气敏传感器方面的国内外研究现状
1.3.4 MOFs衍生铁基复合材料气敏性能的改性
1.4 本论文研究的目的和意义
第2章 化学试剂、实验设备及表征手段
2.1 化学试剂
2.2 实验设备与仪器
2.3 材料表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 能量色散谱(EDS)分析
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.4 气敏性能测试
2.4.1 传感样品的制备
2.4.2 静态配气
2.4.3 气敏测试操作
2.5 电化学性能测试
2.5.1 Mott-Schottky分析(MS)
2.5.2 电化学交流阻抗测试(EIS)
第3章 MOFs衍生Fe2O3/Co3O4复合材料制备及气敏性能
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 Co-MOFs的制备
3.2.2 Fe/Co-MOFs的制备
3.2.3 Fe2O3/Co3O4的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 SEM和EDS分析
3.3.2 TEM分析
3.3.3 XRD分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 气敏性能分析结果
3.3.6 Fe2O3/Co3O4复合材料的气敏机理
3.4 本章小结
第4章 MIL-88衍生Fe2O3/rGO复合材料制备及气敏性能
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 氧化石墨的制备
4.2.2 MIL-88的制备
4.2.3 MIL-88/rGO复合材料的制备
4.2.4 Fe2O3/rG0复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 SEM和EDS分析
4.3.2 TEM分析
4.3.3 XRD分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 气敏性能分析结果
4.3.6 γ-Fe2O3/rGO复合材料的气敏机理
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论及创新点
5.1.1 结论
5.1.2 创新点
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3743822
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究的目的和意义
1.1.1 传感器简介
1.1.2 气体传感器的研究背景
1.1.3 半导体气体传感器的应用
1.2 半导体氧化物
1.2.1 半导体氧化物的分类
1.2.2 金属氧化物半导体气体传感器工作机理
1.2.3 半导体氧化物的在传感器方面的国内外研究现状
1.2.4 半导体氧化物的在传感器方面的发展趋势
1.2.5 氧化铁纳米材料在传感器方面的国内外研究现状
1.3 金属-有机骨架(MOFs)衍生材料
1.3.1 MOFs材料的概述
1.3.2 MOFs材料的主要应用
1.3.3 MOFs复合材料在气敏传感器方面的国内外研究现状
1.3.4 MOFs衍生铁基复合材料气敏性能的改性
1.4 本论文研究的目的和意义
第2章 化学试剂、实验设备及表征手段
2.1 化学试剂
2.2 实验设备与仪器
2.3 材料表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 能量色散谱(EDS)分析
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.4 气敏性能测试
2.4.1 传感样品的制备
2.4.2 静态配气
2.4.3 气敏测试操作
2.5 电化学性能测试
2.5.1 Mott-Schottky分析(MS)
2.5.2 电化学交流阻抗测试(EIS)
第3章 MOFs衍生Fe2O3/Co3O4复合材料制备及气敏性能
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 Co-MOFs的制备
3.2.2 Fe/Co-MOFs的制备
3.2.3 Fe2O3/Co3O4的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 SEM和EDS分析
3.3.2 TEM分析
3.3.3 XRD分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 气敏性能分析结果
3.3.6 Fe2O3/Co3O4复合材料的气敏机理
3.4 本章小结
第4章 MIL-88衍生Fe2O3/rGO复合材料制备及气敏性能
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 氧化石墨的制备
4.2.2 MIL-88的制备
4.2.3 MIL-88/rGO复合材料的制备
4.2.4 Fe2O3/rG0复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 SEM和EDS分析
4.3.2 TEM分析
4.3.3 XRD分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 气敏性能分析结果
4.3.6 γ-Fe2O3/rGO复合材料的气敏机理
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论及创新点
5.1.1 结论
5.1.2 创新点
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3743822
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3743822.html
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