修饰贵金属对二氧化锡半导体材料气体敏感性质研究分析

发布时间：2017-04-22 20:10

  本文关键词：修饰贵金属对二氧化锡半导体材料气体敏感性质研究分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,科学和技术的不断发展,环境问题和人类安全已经成为人们关注的必要问题之一,在我们社会中引起公众的关注。对人类身体健康有一定影响的有害气体以及爆炸性气体的检测越来越重要,而且已经得到研究者的注意。但是,在工业生产过程中,低浓度低温度的气体的检测仍具有很大挑战。由于高灵敏度、稳定性,操作简单,耗费便宜的基于金属氧化物材料的微型半导体可以用于现场检测,有很大的发展。二氧化锡是一种典型的n-型半导体金属氧化物材料,已经有很多研究报导报道,广泛用于检测还原性气体(乙醇、氢气、CO以及甲醛)的检测。然而,检测工作温度高以及检测选择性差,是该种材料的使用有很大的限制。因此,如果在二氧化锡金属氧化物材料的表面修饰具有一定催化活性的材料,加速气体和气体传感器之间电子的转移,从而增加响应值以及提高选择性。(1)选用贵金属Ag作为修饰材料,通过浸渍法,成功的合成Ag/Ag_2O-SnO_2材料。该材料对氢气的响应很快(5 s),有很好的选择性,而且工作温度比其他相关报导低很多。值得一提的是,在工作温度下(170°C)该材料对氢气有很好的选择性,对相近性质的一氧化碳和甲烷气体响应近乎为零。(2)众所周知,Pt是具有良好催化活性的贵金属材料,可以有效的降低工作温度,提高响应值。修饰微量PtO_2纳米粒子,成功制备多孔的PtO_2/SnO_2微球复合材料,用来作甲醛的检测。基于该材料的气体传感器在室温下能检测100 ppm的甲醛气体,在适当的工作温度(100°C),能快速检测100 ppb的甲醛气体。于此同时,我们发现该气体传感器对除甲醛以外的还原性气体无响应。
【关键词】：贵金属 修饰SnO_2微球材料 复合材料 多孔结构 气体传感器
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.21;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-40
• 1.1 气体检测方法概述9-11
• 1.2 气体传感器概述11-12
• 1.3 电阻型金属氧化物半导体气体传感器12-22
• 1.3.1 常见的几种半导体金属氧化物气敏材料12-17
• 1.3.2 半导体金属氧化物气体传感器响应机理17-22
• 1.4 掺杂修饰对半导体金属氧化物材料气敏特性的研究22-26
• 1.5 论文的选题意义和研究内容26-28
• 参考文献28-40
• 第二章 Ag修饰对多孔SnO_2微球气敏性质的影响分析40-63
• 2.1 引言40-41
• 2.2 实验部分41-45
• 2.2.1 实验试剂和原料41-42
• 2.2.2 多孔Ag/Ag_2O-SnO_2复合材料的合成42-43
• 2.2.3 材料表征及仪器43
• 2.2.4 气敏传感器件结构及其制作过程43-44
• 2.2.5 气敏传感器的测试仪器及操作44-45
• 2.3 结果与讨论45-55
• 2.3.1 Ag/Ag_2O修饰的SnO_2复合材料的结构和形貌表征45-49
• 2.3.2 多孔Ag/Ag_2O-SnO_2材料的气敏性能研究49-53
• 2.3.4 气敏机理分析53-55
• 2.4 本章小结55-56
• 参考文献56-63
• 第三章 PtO_2活化的多孔SnO_2微球在低温下对甲醛气体的检测研究63-81
• 3.1 引言63-64
• 3.2 实验部分64-66
• 3.2.1 实验试剂和原料64
• 3.2.2 多孔PtO_2/SnO_2复合材料的合成64-65
• 3.2.3 表征仪器65-66
• 3.2.4 气敏传感器件制作及测试过程66
• 3.3 结果与讨论66-74
• 3.3.1 材料结构及形貌表征66-69
• 3.3.2 气态甲醛传感器的气体敏感性质69-73
• 3.3.3 气态甲醛传感器的气体响应机理73-74
• 3.4 本章小结74-75
• 参考文献75-81
• 作者简历81-82
• 攻读硕士学位期间的研究成果82-83
• 致谢83

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