WO 3 /石墨烯复合材料的可控合成及室温气敏性能研究

发布时间：2025-03-18 01:02

　　随着经济的快速发展,机动车数量接近指数增长,导致空气中NO2气体排放量急剧增加。NO2对环境和人类健康的危害极大,因此,研制出能够实时有效地检测环境中NO2含量的气敏传感器具有重要意义。研究表明,WO3基气敏传感器对NO2响应最高,但是存在器件工作温度较高、稳定性较差等缺点,气敏特性有待提高。在对WO3进行材料改性的研究中,发现其与碳纳米材料复合能够有效地降低器件的工作温度,从而使合成WO3/碳纳米材料复合物成为研发新型气敏材料的工作重点。本论文选取的气敏材料体系是WO3/GR复合材料。在用乙醇和金属钠溶剂热还原法合成高质量石墨烯的基础上,以钨酸钠、盐酸和石墨烯为原料,采用溶胶-凝胶法合成了WO3/GR复合材料,通过基本表征手段对样品进行了物相鉴定、形貌及结构分析。并在光电流测试平台上,考察了基于WO3/GR复合材料的气敏元件对NO2气体的室温气敏性能。结果发现,复合材料气敏元件较单一体系材料(纯WO3和纯石墨烯)气敏元件表现出更优异的气敏特性:在室温无光条件下,复合材料对56 ppm NO2气体的响应值为40.8%,而纯WO3和纯石墨烯均对NO2气体无明显响应。经表征分析我们确定了WO...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体气体传感器
    1.3 金属氧化物半导体气体传感器
    1.4 石墨烯材料概述
    1.5 本课题的选题思路及主要工作内容
2 实验部分
    2.1 主要原料和试剂
    2.2 主要实验设备
    2.3 表征分析方法
    2.4 气敏性能测试
3 WO₃/石墨烯复合材料的可控合成及其室温气敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 WO₃/GR复合材料的表征与分析
    3.4 WO₃/GR复合材料的气敏性能测试
    3.5 WO₃/GR复合材料的气敏机理
    3.6 本章小结
4 WO₃/氮掺杂石墨烯复合材料的合成及室温气敏研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 WO₃/N-GR复合材料的表征
    4.4 WO₃/N-GR复合材料的气敏性能测试
    4.5 比较WO₃/GR和WO₃/N-GR复合材料的结构和气敏性能
    4.6 WO₃/N-GR复合材料的气敏机理
    4.7 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 主要成果
    5.2 本文的创新之处
    5.3 工作展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4035751