微波水热合成半导体氧化物及其气敏特性研究

发布时间：2017-03-20 08:09

  本文关键词：微波水热合成半导体氧化物及其气敏特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：半导体金属氧化物具有化学和热稳定性,电子兼容性、气敏元件设计简单、灵敏度高以及价格低廉等优点,因此被广泛用作气体敏感材料。本文采用一种简单、快速的合成方法-微波水热法来合成具有不同形貌结构的半导体金属氧化物,采用静态配气法评价气敏元件对不同种气体的敏感特性。主要工作内容如下：1：以四水合三氯化铟(InCl3·4H2O)为原料,利用微波水热法快速制备了前驱体In(OH)3,焙烧得到立方晶相In2O3纳米棒状材料,同时研究了添加不同质量的尿素对样品生长的影响,探讨分析In2O3纳米棒的生长过程。气敏测试结果表明：In203元件对二氧化氮气体表现出很高的响应值,极快的响应恢复速率,较低的工作温度和极低的检测下限。2：以二水合氯化亚锡(SnCl2·2H2O)为原料,氯金酸为掺杂剂,采用微波水热法快速制备了SnO2及Au/SnO2纳米棒,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等多种手段对样品的组成、形貌及结构进行表征。气敏测试结果表明：相比于SnO2, Au/SnO2气敏元件在120℃条件下对乙醇气体展现出更高的响应,更快的响应恢复速度,更广的检测范围以及更突出的选择性,因此Au/SnO2纳米棒是一种具有广阔应用前景的乙醇敏感材料。3：以二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)为原料,柠檬酸三钠为致球剂,尿素为致孔剂,氯金酸为掺杂剂,利用微波水热法制备了ZnO和Au/ZnO双层中空微球,并对样品的组成、形貌及结构进行表征。气敏测试结果表明：ZnO气敏元件对乙醇具有较高的灵敏度,较低的检测下限,较好的选择性以及极低的工作温度等优点。负载Au以后,Au/ZnO元件灵敏度明显提高,恢复时间缩短以及工作温度降低。
【关键词】：气体传感器 半导体金属氧化物 微波水热法 三氧化二铟 二氧化锡 氧化锌
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304;TB381
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-28
• 1.1 引言8
• 1.2 气体传感器8-11
• 1.2.1 定义8
• 1.2.2 分类8-11
• 1.3 半导体氧化物气体传感器11-25
• 1.3.1 简介11-12
• 1.3.2 气敏机理模型12-13
• 1.3.3 主要性能参数13-14
• 1.3.4 影响传感器性能的主要因素14-16
• 1.3.5 几种典型半导体氧化物气体传感器16-25
• 1.4 微波加热法概述25-26
• 1.5 选题依据与研究内容26-28
• 1.5.1 选题依据26-27
• 1.5.2 研究内容27-28
• 2 In_2O_3纳米棒的制备及其气敏特性28-40
• 2.1 引言28
• 2.2 实验方法28-31
• 2.2.1 实验试剂和仪器28
• 2.2.2 样品的制备28-29
• 2.2.3 样品的表征29
• 2.2.4 气敏元件的制备及测试29-31
• 2.3 结果与讨论31-36
• 2.3.1 In_2O_3纳米棒的XRD表征31-32
• 2.3.2 In_2O_3纳米棒的SEM表征32-33
• 2.3.3 In_2O_3纳米棒的TEM表征33-34
• 2.3.4 尿素对产物形貌的影响34
• 2.3.5 In_2O_3纳米棒的生长机理34-36
• 2.4 气敏特性研究36-39
• 2.4.1 气敏性能36-38
• 2.4.2 气敏机理38-39
• 2.5 本章小结39-40
• 3 SnO_2和Au/SnO_2纳米棒的制备及其气敏特性40-49
• 3.1 引言40
• 3.2 实验方法40-41
• 3.2.1 实验试剂和仪器40
• 3.2.2 样品的制备40-41
• 3.3 结果与讨论41-44
• 3.3.1 SnO_2和Au/SnO_2纳米棒的XRD表征41-42
• 3.3.2 SnO_2和Au/SnO_2纳米棒的形貌、结构和成分分析42-43
• 3.3.3 SnO_2和Au/SnO_2纳米棒的TEM表征43
• 3.3.4 SnO_2纳米棒的生长机理43-44
• 3.4 气敏特性研究44-47
• 3.4.1 气敏性能44-47
• 3.4.2 气敏机理47
• 3.5 本章小结47-49
• 4 ZnO和Au/ZnO中空微球的制备及其气敏特性49-58
• 4.1 引言49
• 4.2 实验方法49-50
• 4.2.1 实验试剂和仪器49
• 4.2.2 样品的制备49-50
• 4.3 结果与讨论50-54
• 4.3.1 ZnO和Au/ZnO中空微球的XRD表征50-51
• 4.3.2 ZnO和Au/ZnO中空微球的形貌、结构和成分分析51-53
• 4.3.3 ZnO和Au/ZnO中空微球的TEM表征53-54
• 4.4 气敏特性研究54-57
• 4.4.1 气敏性能54-56
• 4.4.2 气敏机理56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 论文总结58-60
• 5.1 总结58-59
• 5.2 问题与展望59-60
• 参考文献60-68
• 攻读硕士学位期间发表和待发表论文和专利68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 崔志华;;浅析电化学型气体传感器的工作原理和检测方法[J];黑龙江科技信息;2010年36期

  本文关键词：微波水热合成半导体氧化物及其气敏特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257451