花状硒化钼基复合材料的制备及二氧化氮气敏性能研究

发布时间：2020-06-26 03:17

【摘要】：二氧化氮(NO_2)是引起空气污染的最常见的有毒气体之一,主要是由化石燃料燃烧,汽车尾气排放等引起的,并导致酸雨和光化学烟雾。即使长期暴露于百万分之一(ppm)NO_2气氛下也将增加呼吸道疾病风险并可能导致肺功能障碍。因此,非常有必要开发能够检测低浓度NO_2的高性能气体传感器,用于人体健康保护和空气质量监测。二维层状纳米材料由于其独特的物理化学性质,例如大的比表面积、高表面活性和与器件设计良好的兼容性而在气体传感应用中引起了广泛关注。但大多二维材料由于其固有性质在室温下无法完全回复,限制了在气敏领域的进一步应用。到目前为止,在二维材料表面修饰第二相颗粒已被证明可以改善其缺点。但是这些传感材料仍存在响应低,响应回复慢等缺点。基于以上背景,本论文首先通过湿化学法制备了花状材料,并通过两种不同的方法对其进行改性:化学沉淀法和热处理,制备具有异质结的分级MoSe_2基复合材料:MoSe_2/PbS复合材料和MoSe_2/MoO_2复合材料。经过改性的分级MoSe_2基复合材料均在室温下对NO_2表现出优异的气敏响应。其中MoSe_2/MoO_2复合材料在1 ppm NO_2下,响应为121%,为纯MoSe_2的14倍。传感器还具有出色的选择性和重复性。因此,本研究提供了一种简便的方法,用于制备在室温下具有高传感性能的MoSe_2基传感器。该研究表明,基于分级MoSe_2设计纳米异质结是开发具有改进的传感性能的下一代化学气体传感器的有效途径。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB33;X851
【图文】：

围内更严格的环境或安全法规，可靠地检测主要问题，气体传感器成为解决此类问题的传感器根据气体检测原理主要分为三种类型烧和半导体氧化物的电阻进行调节[9]。固体将待监测气体的不同活性部分分离为两个区之间具有高迁移率。通过测量通过过程中电能。催化燃烧型气体传感器主要通过监测由燃变化来检测气体浓度。但催化燃烧型气体传感决于可燃气体浓度及其燃烧热的产物以及可，传感器在单一浓度下对不同气体提供不在的情况下难以进行检测。第三种广泛使用电阻器。通常将高比表面积的半导体材料的传的可加热绝缘基板上。与目标气体分子的反应用的电荷载流子的密度。因此，装置的电阻。

1-2 (a)不同形貌 ZnO 的 TEM 图像；(b) ZnO 传感器在不同气体浓度、不同温度时的敏响应[12]正如文献报道，不同形貌、尺寸直接决定传感材料的气敏性能的好坏。查阅文献与实验相结合，将复合材料的某一相的形貌变为量子点或纳米颗饰到二维材料表面，一方面可防止量子点团聚，另一方面可获得更优异的性能。由于二维材料具有半导体性质，高的比表面积和原子级薄层厚度，成为有前景的气体传感材料。.3.2 二维材料基气敏传感器二维（2D）纳米结构定义为单层或几层原子层的纳米晶材料，其结构纳米片，纳米膜和纳米薄片的形式存在[13]。二维纳米结构通常可分为二素异形元素或共价键合化合物[14]。由于其原子级薄层，2D 纳米结构材料独特的化学和物理特性，如固有的高比表面积和独特的半导体特性以及可的带隙，在气体传感领域中展现出巨大潜力。具体地，2D 纳米材料的原厚度增加了比表面积，因而将更多活性表面暴露于目标气体。原子层级的

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本文编号：2729741