二维α-MoO 3 纳米材料气敏元件直接构筑及其性能研究

发布时间：2023-06-01 20:09

　　金属氧化物半导体材料氧化钼(α-MoO₃)是目前气敏材料的研究热点之一。研究表明,目前纯相α-MoO₃材料气敏传感器元件仍存在着工作温度过高,稳定性欠佳以及响应恢复时间较长等缺点。目前对于α-MoO₃材料的研究主要集中在一维结构,二维结构α-MoO₃材料的研究相对较少。二维α-MoO₃材料具有较大的比表面积,在高温下颗粒不易发生团聚,并且其特殊的结构使其存在缺陷,特别是对氧具有高亲和性的Mo⁵⁺,使其显示出比较优良的气敏性能,通过对纳米材料进行掺杂或者构筑异质结可以改善上述存在的缺点,进一步提高气敏性能。纳米材料的气敏性能可以通过对其进行元素掺杂或者构筑异质结得到改善。本文的研究对象为α-MoO₃纳米材料,以籽晶层辅助生长技术,在Al₂O₃曲面陶瓷管上直接生长二维α-MoO₃纳米片,探索在α-MoO₃纳米片表面负载半导体催化剂,通过引入p-n异质结...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 气体传感器简介
    1.2 金属氧化物气敏传感器的工作原理
    1.3 α-MoO₃简介
        1.3.1 α-MoO₃特性
        1.3.2 α-MoO₃的制备方法
        1.3.3 α-MoO₃气敏传感器的研究进展现状
    1.4 气敏性能测试
        1.4.1 气敏性能参数
        1.4.2 气敏性能测试系统
    1.5 本论文的研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料和相关设备
    2.2 材料表征手段
        2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱分析(EDS)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.4 热重-差热分析(TG-DTA)
    2.3 气敏性能测试系统
第三章 TiO₂/α-MoO₃气敏传感器的制备及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 二维α-MoO₃在陶瓷管上直接生长
        3.2.2 TiO₂/α-MoO₃纳米片在陶瓷管上的直接生长
        3.2.3 α-MoO₃纳米片及TiO₂/α-MoO₃的表征及其气敏性能的测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 α-MoO₃纳米片结构表征
        3.3.2 TiO₂/α-MoO₃纳米片结构表征
        3.3.3 α-MoO₃及TiO₂/α-MoO₃纳米片的气敏性能测试结果
        3.3.4 α-MoO₃纳米片气敏响应过程和机理分析
        3.3.5 TiO₂/α-MoO₃纳米片气敏响应过程和机理分析
    3.4 本章小结
第四章 α-MoO₃-PANI异质结气敏传感器的制备及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 聚苯胺(PANI)的制备及其表征
        4.2.2 PANI的表征
        4.2.3 α-MoO₃-PANI异质结传感器的制备
    4.3 α-MoO₃-PANI异质结材料的表征其气敏性能测试方法
    4.4 结果与讨论
    4.5 气敏性能和原理分析
        4.5.1 气敏性能测试结果
        4.5.2 α-MoO₃纳米片表面p-n异质结对其气敏性能的改善机理
    4.6 本章小结
第五章 Au纳米颗粒修饰α-MoO₃纳米片及其气敏性能的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 Au纳米颗粒在α-MoO₃纳米片上的负载
        5.2.2 Au/α-MoO₃纳米片的表征及其气敏性能测试
    5.3 结果讨论
    5.4 气敏性能和原理分析
        5.4.1 气敏测试结果
        5.4.2 气敏响应原理分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3826963