ZnO基复合纳米材料对痕量有毒气体的气敏性研究

发布时间：2023-05-31 02:50

　　作为传感器家族的重要成员,气敏传感器可以通过将被测气体的成分浓度等特性转换为电信号来实现对气体的定量和定性检测,在工业、环境保护和医疗领域发挥着重要作用。ZnO基气体传感器是金属氧化物半导体传感器的最早且使用最广泛的分支。自上世纪被发现以来,它们因其成本低、携带方便、制备简单和高灵敏度而备受关注。本文基于使用广泛的ZnO气敏材料,利用水热法制备了一系列ZnO基复合纳米材料,并将所制备的ZnO基复合纳米材料用作气体传感器,探究了其对低浓度H2S和丙酮气体的气敏性能,分析了异质结构的形成、贵金属掺杂和纳米尺寸对ZnO基气敏材料传感性能的影响。主要研究内容和结果如下:1.采用两步水热法合成ZnS修饰ZnO纳米线的新型复合纳米ZnO-ZnS-x(x=5,10,15,20)异质结,并对其形貌和结构进行表征。结果表明,随着Na2S溶液浓度的增加,所形成的异质结中ZnS的含量增加,同时伴随着ZnO-ZnS异质结的纳米线棱线由清晰到模糊,表明ZnS壳结构的厚度增大。气敏测试结果表明,与纯ZnO-NWs相比,除ZnO-ZnS-20外,不同浓度Na2S溶液制备的ZnO-ZnS-x异质结在不同工作温度下对H...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 ZnO纳米材料及其应用
        1.2.1 ZnO纳米材料基本性质
        1.2.2 ZnO基纳米材料的制备
        1.2.3 ZnO纳米材料的应用
    1.3 纳米ZnO气体传感器
        1.3.1 气体传感器概述
        1.3.2 气体传感器的性能参数
        1.3.3 纳米ZnO基气体传感器气敏机理研究现状
    1.4 ZnO基纳米材料气体传感器的研究进展
        1.4.1 ZnO基纳米材料气敏性能改善方法研究现状
    1.5 选题依据及主要工作
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 主要工作
第二章 实验材料与研究方法
    2.1 实验药品及所需仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 主要仪器与设备
    2.2 材料的制备与表征
        2.2.1 材料制备
        2.2.2 材料的表征
    2.3 气敏元件制造
        2.3.1 集成电路技术简介
        2.3.2 气体传感器芯片制造工艺
        2.3.3 气敏性能测试
    2.4 本章小结
第三章 150nm ZnO-ZnS异质结构的合成及其气敏性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 气敏材料准备
        3.2.3 气敏性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构与形貌表征
        3.3.2 气敏性能研究
        3.3.3 气敏机理研究
    3.4 本章小结
第四章 150 nm Pd-ZnO复合结构的合成及其气敏性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品与仪器
        4.2.2 气敏材料制备
        4.2.3 气敏性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构与形貌表征
        4.3.2 气敏性能研究
        4.3.3 气敏机理研究
    4.4 本章小结
第五章 50 nm Pd-ZnO复合结构的合成及其气敏性能的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验药品与仪器
        5.2.2 气敏材料制备
        5.2.3 气敏性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 结构与形貌表征
        5.3.2 气敏性能研究
        5.3.3 气敏机理研究
    5.4 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文、专利



本文编号：3825538