ZIF-8/ZIF-7@SnO 2 气敏材料的合成及其性能研究
发布时间：2023-06-01 00:47
二氧化锡(SnO2)是一种宽带系的N型半导体材料,作为第一个投入商用的透明导电材料,在气敏传感器行业中是应用最为广泛,最有前途的材料之一。其成本低,制备简易,本身具有较好的物理化学性质,但是同样存在工作温度较高,气体选择性差的缺点。通过对SnO2纳米材料进行ZIF-8/7改性,借助其大比表面积、多孔筛分等特性,可进一步改善和提高纯SnO2的气敏性能。本文以SnO2作为研究材料,主要的研究成果如下所示:1.采用简单的水热法,在Al2O3陶瓷管衬底表面直接生长致密、均匀且不易团聚的二维SnO2纳米片。经过大范围的温度测试,可以发现其在280℃下,对二氧化氮(NO2)具有最好的气敏性能,响应约为41。2.SnO2与ZIF-8多孔框架材料构筑复合气敏材料。通过控制不同的生长温度、生长时间、锌源以及配体用量来探索ZIF-8@SnO2复合气敏材料的最佳生长条件。并在此基础上,通过调...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 气敏传感器简介
1.1.1 气敏传感器的分类
1.1.2 气敏传感器的研究进展
1.1.3 气敏传感器的工作原理
1.2 SnO2纳米材料研究现状
1.2.1 SnO2材料的概论
1.2.2 SnO2材料的制备方法
1.2.3 SnO2基气敏传感器的研究现状
1.3 金属有机框架材料
1.3.1 MOFs材料的概述
1.3.2 MOFs材料的分类与制备方法
1.3.3 ZIFs材料的概述
1.4 测试气体
1.4.1 三乙胺气体简介
1.4.2 二氧化氮气体简介
1.5 本论文研究内容
第二章 实验方案设计与研究方法
2.1 实验原材料和相关设备
2.2 材料表征手段
2.2.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱分析(EDS)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.3 傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)
2.2.4 综合热分析(TG-DTA和 TG-DSC)
2.2.5 X射线衍射分析(XRD)
2.2.6 比表面积和孔径分析(BET)
2.3 气敏性能测试
2.3.1 气敏测试系统
2.3.2 气敏测试内容
第三章 Modified-ZIF-8@SnO2气敏材料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 陶瓷管和陶瓷片的清洗
3.2.2 SnO2纳米棒在陶瓷片上的原位合成
3.2.3 2-甲基咪唑混合溶液预处理
3.2.4 ZIF-8@SnO2 复合材料原位生长的合成条件探索
3.3 结果与讨论
3.3.1 生长温度对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.2 生长时间对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.3 Zn源对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.4 配体用量对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.5 在陶瓷管上直接生长SnO2纳米片
3.3.6 配体用量对陶瓷管上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.7 陶瓷管上样品的断面表征
3.3.8 溶剂对陶瓷管上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.9 氨水改性对陶瓷管上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.10 ZIF-8 粉末的XRD表征
3.3.11 ZIF-8粉末的综合热分析
3.3.12 气敏性能测试
3.3.13 Modified-ZIF-8@SnO2 复合材料气敏性能机理讨论
3.4 小结
第四章 Modified-ZIF-7@SnO2气敏材料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 SnO2纳米片在陶瓷管上的制备
4.2.2 苯并咪唑甲醇溶液预处理
4.2.3 ZIF-7@SnO2 复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 生长温度对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.2 生长时间对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.3 不同溶剂对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.4 后修饰对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.5 ZIF-7 粉末的XRD表征
4.3.6 ZIF-7粉末的综合热分析
4.3.7 气敏性能测试
4.3.8 Modified-ZIF-7@SnO2 复合材料气敏性能机理讨论
4.4 小结
第五章 暴露{200}晶面的SnO2纳米棒的制备及其气敏性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 结果与讨论
5.3.1 盐酸用量对SnO2纳米棒形貌的影响
5.3.2 SnO2 粉末的XRD表征
5.3.3 SnO2粉末的综合热分析
5.3.4 煅烧前后SnO2粉末的FTIR表征
5.3.5 SnO2 粉末的BET测试
5.3.6 气敏性能测试
5.3.7 暴露{200}晶面的SnO2纳米棒气敏性能机理讨论
5.4 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3826332
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 气敏传感器简介
1.1.1 气敏传感器的分类
1.1.2 气敏传感器的研究进展
1.1.3 气敏传感器的工作原理
1.2 SnO2纳米材料研究现状
1.2.1 SnO2材料的概论
1.2.2 SnO2材料的制备方法
1.2.3 SnO2基气敏传感器的研究现状
1.3 金属有机框架材料
1.3.1 MOFs材料的概述
1.3.2 MOFs材料的分类与制备方法
1.3.3 ZIFs材料的概述
1.4 测试气体
1.4.1 三乙胺气体简介
1.4.2 二氧化氮气体简介
1.5 本论文研究内容
第二章 实验方案设计与研究方法
2.1 实验原材料和相关设备
2.2 材料表征手段
2.2.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱分析(EDS)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.3 傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)
2.2.4 综合热分析(TG-DTA和 TG-DSC)
2.2.5 X射线衍射分析(XRD)
2.2.6 比表面积和孔径分析(BET)
2.3 气敏性能测试
2.3.1 气敏测试系统
2.3.2 气敏测试内容
第三章 Modified-ZIF-8@SnO2气敏材料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 陶瓷管和陶瓷片的清洗
3.2.2 SnO2纳米棒在陶瓷片上的原位合成
3.2.3 2-甲基咪唑混合溶液预处理
3.2.4 ZIF-8@SnO2 复合材料原位生长的合成条件探索
3.3 结果与讨论
3.3.1 生长温度对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.2 生长时间对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.3 Zn源对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.4 配体用量对陶瓷片上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.5 在陶瓷管上直接生长SnO2纳米片
3.3.6 配体用量对陶瓷管上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.7 陶瓷管上样品的断面表征
3.3.8 溶剂对陶瓷管上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.9 氨水改性对陶瓷管上ZIF-8@SnO2气敏材料形貌的影响
3.3.10 ZIF-8 粉末的XRD表征
3.3.11 ZIF-8粉末的综合热分析
3.3.12 气敏性能测试
3.3.13 Modified-ZIF-8@SnO2 复合材料气敏性能机理讨论
3.4 小结
第四章 Modified-ZIF-7@SnO2气敏材料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 SnO2纳米片在陶瓷管上的制备
4.2.2 苯并咪唑甲醇溶液预处理
4.2.3 ZIF-7@SnO2 复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 生长温度对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.2 生长时间对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.3 不同溶剂对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.4 后修饰对陶瓷管上ZIF-7@SnO2气敏材料形貌的影响
4.3.5 ZIF-7 粉末的XRD表征
4.3.6 ZIF-7粉末的综合热分析
4.3.7 气敏性能测试
4.3.8 Modified-ZIF-7@SnO2 复合材料气敏性能机理讨论
4.4 小结
第五章 暴露{200}晶面的SnO2纳米棒的制备及其气敏性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 结果与讨论
5.3.1 盐酸用量对SnO2纳米棒形貌的影响
5.3.2 SnO2 粉末的XRD表征
5.3.3 SnO2粉末的综合热分析
5.3.4 煅烧前后SnO2粉末的FTIR表征
5.3.5 SnO2 粉末的BET测试
5.3.6 气敏性能测试
5.3.7 暴露{200}晶面的SnO2纳米棒气敏性能机理讨论
5.4 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3826332
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3826332.html
