建筑环境下基于ZnO纳米线甲醛气体检测传感器的研究

发布时间：2024-05-10 22:22

　　为了检测建筑物室内甲醛,用ZnO纳米线作为监测甲醛的目标物。以氯化锌(ZnCl₂)和柠檬酸钠(C₆H₅Na₃O₇)为原料,使用水热法合成ZnO纳米线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对制备出的ZnO纳米线的晶体结构和微观形貌进行表征。结构表征结果表明,所制备出的ZnO纳米线结晶良好、纯度较高,平均直径为(39±10) nm,其长度约为400 nm,且分散良好。将所制备的ZnO纳米线涂覆在陶瓷管上,组装成气敏元件并对其进行系统的气敏特性研究。气敏检测结果表明,基于ZnO纳米线的气体传感器对HCHO气体具有优异的气敏性能。该传感器在125℃时对50×10^-6的HCHO气体获得最大灵敏度15.2,同时展现出了优良的稳定性、重现性以及选择性。

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【部分图文】：

图1ZnO纳米线的XRD图谱

2.1物相与形貌ZnO纳米线的物相表征如图1所示。图中显示ZnO的三强衍射峰(100)、(002)和(101)对应于六角纤锌矿的晶体结构所有衍射峰与(JCPDScardNo.36-1451)相符合,并且ZnO沿(101)晶面择优取向生长。没有其他额外的衍射峰的出现,说明....

图2ZnO纳米线的SEM照片(a,b)和EDS谱图(c)

图2为ZnO的SEM照片和EDS谱图。扫描电镜照片表明ZnO纳米线的平均直径约为(39±10)nm,其长度约为400nm,具有较大的长径比以及比表面积。材料分散性良好,无明显的团聚现象,纳米线间布满较大的空隙,对于被监测气体的快速扩散具有较好的促进作用。EDS能谱显示,材料只....

图3(a)ZnO纳米线在不同工作温度条件下对50×10-6HCHO气体的响应-恢复曲线;(b)灵敏度与工作温度之间的关系曲线

图3(b)所示为ZnO纳米线对50×10-6的甲醛气体灵敏度与工作温度之间的关系。图中表示,ZnO纳米线对HCHO气体的灵敏度随着温度的升高先增加后减小,在125℃达到最大值15.2。这与HCHO气体在ZnO纳米线表面的吸附与解吸速率有关。低温情况下,材料表面活性不高,可以提供....

图4ZnO纳米线在工作温度125℃时对不同浓度甲醛的响应-恢复曲线

图3(a)ZnO纳米线在不同工作温度条件下对50×10-6HCHO气体的响应-恢复曲线;(b)灵敏度与工作温度之间的关系曲线图4所示为ZnO纳米线在工作温度125℃时对不同浓度HCHO气体的响应-恢复曲线。从图中可以看出,通入不同浓度的HCHO气体,材料的电阻都可以迅速下降并....

本文编号：3969100