三维有序大孔氧化铟气敏传感器的设计

发布时间：2021-05-19 14:14

　　氧化铟是一种被科研工作者广泛研究的宽禁带n型半导体,应用于有毒有害气体的检测。但是单一的In2O3气敏传感器往往存在检测温度较高,灵敏度较低等问题,具有较大的局限性。因此,多年来人们一直致力于通过材料改性来提高In2O3气敏性能。贵金属Pd,作为典型的高效催化剂,可以加速化学吸附进程;金属Zn元素掺杂到氧化铟晶格中,会导致更多的结构缺陷。三维有序大孔结构拥有稳定的结构和较大的比表面积,提供更多的活性吸附位点。本论文采用了胶晶模板法分别制备出3DOM In2O3、Pd负载的3DOM In2O3和Zn掺杂的3DOMIn2O3,探究了材料的组分、结构对气敏性能的影响,并进行了一系列表征和机理探索。具体内容如下:1、先通过胶晶模板法制备出3DOM In2O3载体,再使用氯钯酸作为钯源、NaBH4作为还原剂,通过还原沉积法制备出了 Pd负载的3DOM In2O3气敏传感器,并对NO2进行了气敏性能测试。结果表明,0.5wt%Pd负载的3DOM In2O3在室温下对500 ppb NO2的灵敏度高达980,相对于纯3DOM In2O3不仅最佳工作温度降低25℃,灵敏度也提高了 5倍。通过扫描电镜、... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 气敏传感器概述
    1.2 氧化铟的制备方法
        1.2.1 溶胶凝胶法
        1.2.2 水热/溶剂热法
        1.2.3 化学气相沉积法
        1.2.4 模板法
    1.3 纳米In_2O_3气敏传感器的研究现状
    1.4 氧化铟气敏传感器的改性
        1.4.1 元素掺杂改性
        1.4.2 贵金属负载
        1.4.3 多组分复合
        1.4.4 结构改性
    1.5 三维有序大孔材料(3DOM)概述
        1.5.1 三维有序大孔的制备
        1.5.2 三维有序大孔材料的应用
    1.6 本论文的研究目的和主要研究内容
        1.6.1 本论文的研究目的
        1.6.2 本论文的主要研究内容
第二章 Pd负载3DOM In_2O_3的制备及气敏性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 Pd负载3DOM In_2O_3纳米材料的制备
        2.2.3 Pd负载3DOM In_2O_3纳米材料的表征
        2.2.4 气敏元件的制备及性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Pd负载3DOM In_2O_3的表征
            2.3.1.1 晶相表征
            2.3.1.2 形貌分析
            2.3.1.3 表面结构表征
        2.3.2 气敏性能测试
        2.3.3 Pd负载3DOM In_2O_3气敏机理研究
    2.4 本章小结
第三章 Zn掺杂3DOM In_2O_3的制备及气敏性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 Zn掺杂的3DOM In_2O_3纳米材料的制备
        3.2.3 Zn掺杂3DOM In_2O_3纳米材料的气敏性能测试
        3.2.4 Zn掺杂3DOM In_2O_3的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Zn掺杂3DOM In_2O_3纳米材料的表征
        3.3.2 气敏性能测试
        3.3.3 Zn掺杂3DOM In_2O_3材料气敏机理研究
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]Zinc Oxide Nanostructures for NO2 Gas–Sensor Applications:A Review[J]. Rajesh Kumar,O.Al-Dossary,Girish Kumar,Ahmad Umar.  Nano-Micro Letters. 2015(02)



本文编号：3195908