掺杂/负载型纳米二氧化锡—结构调控与有毒气体的传感研究

发布时间：2024-02-15 11:13

　　近年来,由于有毒有害气体的频繁泄漏,造成大量人员伤亡和财产损失,人们对气体传感器的需求越来越多。在这些传感器中,金属氧化物半导体(SMOs)传感器具有高灵敏度,体积小,易于携带而被广泛应用。SnO₂是一种典型的n型金属氧化物半导体气敏材料,已经被许多研究人员报道,广泛应用于有毒有害气体(H₂S、CO、HCHO等)的检测,是最有潜力的气敏材料之一。然而,纯的SnO₂由于其检测温度过高、选择性和稳定性差等,如何对SnO₂修饰并提升其气敏性能成为了一个重要的研究方向。本论文采用简单的水热合成技术并辅以煅烧的方法制备了不同形貌结构的SnO₂气敏材料。为了提高SnO₂气敏性能,对这些材料通过金属元素掺杂、贵金属负载等方式以此提高气敏性能,并通过XRD、HRTEM、SEM、XPS、Raman等表征测试手段对材料的晶体结构、形貌、表面价态进行分析表征,对它们的气敏性能进行了详细的研究,并简单的分析了气敏机理,主要研究内容包括以下几个方面:(1)钨掺杂SnO_2<...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1半导体气敏传感器机理示意图,a-c，n型半导体；d-f,p型半导体[19]

这种化学吸附氧的种类取决于传感器的工作温度。通过捕获材料导带中的电子，造成材料相对较高的电阻，如图1.1(a)所示。对于n型半导体气敏材料，置于还原性气体时，如丙酮和硫化氢，通过材料表面的吸附氧之间的氧化还原反应，使得材料的表面电子耗尽层变薄，捕获的电子会重新释放回到材料的....

图1.2气体传感器的特性参数

图1.2气体传感器的特性参数Fig.1.2Gassensorparameters物半导体气敏材料有许多种，每种材料测试的气体不尽相否能够检测某种气体和评判传感器的气敏性能，主要测试的响应程度（灵敏度）、响应时间-恢复时间、选择性、长1.2所示。传感器在规定的工作环....

图1.3n型和p型半导体的研究[28]

图1.3n型和p型半导体的研究[28]Fig.1.3Studiesonn-typeandp-typeoxidesemiconductorgassensors[28]氧化物半导体气体传感器相比其他类型的传感器，有着诸多优势敏度、较短的响应时间，在传感器....

图1.4SnO2的晶胞结构图(蓝球为O，红球为Sn)

图1.4SnO2的晶胞结构图(蓝球为O，红球为Sn)[44]Fig.1.4UnitcellforthelatticeofSnO2(red:Sn,blue:O)[4及应用料是一种非常有前途的半导体功能纳米材料，在锂、气敏传感、催化剂、陶瓷及化妆品等方....

本文编号：3899649