金属硫化物材料的制备、改性及气敏性能研究
本文关键词:金属硫化物材料的制备、改性及气敏性能研究 出处:《大连海事大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:在无机半导体材料体系中,金属硫化物作为一类重要的窄带隙半导体材料,因其所具有的特殊性质和广泛的应用前景,成为半导体材料体系中一颗闪亮的“新星”。它在传感器方面的应用价值也吸引了诸多科研工作者的关注,因此控制金属硫化物晶体的尺寸和形貌、调控金属硫化物的物理化学性质具有重要的理论和现实意义。为了研究金属硫化物在传感器方面的应用价值,本文采用水热法制备了不同的金属硫化物,并采用掺杂水相石墨烯材料的方法制备改良性金属硫化物。主要的研究工作如下:采用水热法合成不同的金属硫化物(硫化锌、硫化铜、硫化镉、硫化铅)。利用扫描电镜以及X射线衍射图谱等分析手段对晶体结构成分、晶粒尺寸和形貌进行表征。将得到的金属硫化物材料制成气敏元件,元件表现出较好的气敏特性,其气敏响应特性随着检测气体浓度的增大显著提高,并且其对醇类的选择性突出,为今后的研究提供了依据。以Hummers法制备水相石墨烯(Graphene),与金属硫化物掺杂制成新型复合材料。利用扫描电镜以及X射线衍射图谱等分析手段进行对比表征,发现石墨烯的添加并没有改变金属硫化物的结构。经气敏测试,发现改性后的材料气体灵敏度均有提高,并且对乙醇均有较好的选择性。但是,不同的金属硫化物有着不一样的最佳掺杂比,在最佳掺杂比时,灵敏度得到最大的提高,有效地提高了传感器的实用性。
[Abstract]:Metal sulfides as a kind of important narrow-band gap semiconductor materials have been widely used in inorganic semiconductor materials because of their special properties and wide application prospects. It has become a shining "new star" in semiconductor material system. Its application value in sensor has attracted the attention of many researchers, so it controls the size and morphology of metallic sulfide crystals. It is of great theoretical and practical significance to regulate the physical and chemical properties of metal sulfides. In order to study the application value of metal sulfides in sensors, different metal sulfides were prepared by hydrothermal method. The main research work is as follows: different metal sulfides (zinc sulfide, copper sulfide, cadmium sulfide) were synthesized by hydrothermal method. The crystal structure, grain size and morphology were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The gas sensing response of the element increases with the increase of gas concentration, and its selectivity to alcohols is prominent. In order to provide the basis for the future research, the aqueous phase graphene Graphene was prepared by Hummers method. A new composite was prepared by doping with metal sulfides and characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. It was found that the addition of graphene did not change the structure of metal sulfides. The gas sensitivity of the modified materials was improved and the selectivity to ethanol was improved by gas sensitive test. Different metal sulfides have different optimum doping ratio, and the sensitivity of the sensor is greatly improved when the optimum doping ratio is obtained, which effectively improves the practicability of the sensor.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN304
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本文编号:1430326
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