基于普鲁士蓝的金属氧化物型气敏传感器研究

发布时间：2023-05-13 05:23

　　近些来,空气质量监测、工业生产排放监控、有毒气体监测、医疗诊断等领域对气体监测的需求增加,使得气敏传感器的相关研究进步非常的明显。基于金属氧化物的半导体型气敏传感器由于其高灵敏度、高可靠性和操作简易等优点,成为实时监测的首选类型。气敏传感器的基础与核心是敏感材料。传感器的气敏特性与材料的形貌、微观构造以及化学组成等密切相关。目前,很多研究都致力于开发新的方法与技术以期获得更高性能敏感材料。研究表明以金属-有机框架(MOFs)为前驱体制备金属氧化物的路径可以对材料形貌与微观组分等参数进行有效的调控,进而使得材料的气敏特性得到优化。本论文依据普鲁士蓝(PB)基本结构简单,易于调控的优势,以其为前驱体制备Fe2O3及其复合物。前期在花样状普鲁士蓝的基础上研究了转化温度对氧化物气敏性能的影响,而后设计并制备了立方与球体两种形貌的普鲁士蓝,研究其气敏行为。最后,首次实现了通过与p型氧化物Cu4O3复合构筑具有异质结结构的复合材料,降低了材料的工作温度,并极大的提升材料的灵敏度与选择性。主要研究内容包括:首先,利用水热法,在80℃条件下通过表面活性剂N-N二甲基甲酰胺(DMF)的控制得到了纳米花状...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属氧化物气敏传感器
        1.2.1 概述
        1.2.2 传感器的性能指标
        1.2.3 金属氧化物半导体气敏传感器传感机理
        1.2.4 性能改进方法
    1.3 Fe₂O₃气敏材料及其性能
        1.3.1 Fe₂O₃气敏材料概述
        1.3.2 H₂S的Fe₂O₃气敏传感器研究现状
    1.4 MOFs与气敏传感器
        1.4.1 MOFs介绍
        1.4.2 研究现状
    1.5 本论文主要内容
第二章 锻烧温度对Fe₂O₃纳米花气敏性能的影响
    2.1 引言
    2.2 Fe₂O₃的制备与表征
        2.2.1 试剂及设备
        2.2.2 样品合成
        2.2.3 传感器器件制作及测试平台
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 样品表征
        2.3.2 气敏性能测试
    2.4 本章小结
第三章 Fe₂O₃纳米立方、纳米球的气敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备与表征
        3.2.1 试剂及设备
        3.2.2 样品合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品表征
        3.3.2 气敏性能测试
    3.4 本章小结
第四章 Cu₄O₃/Fe₂O₃异质结结构材料的气敏性能研究
    4.1 引言
    4.2 样品的制备与表征
        4.2.1 试剂及设备
        4.2.2 样品合成
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品表征
        4.3.2 气敏性能测试
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果



本文编号：3815389