PPy/SnO 2 复合纳米纤维的制备及其气敏性能研究

发布时间：2021-12-11 23:37

　　用于气体传感器的敏感材料包括无机氧化物半导体材料和有机导电聚合物材料。以SnO₂、ZnO为代表的氧化物半导体敏感材料因具有响应快、价格便宜、灵敏度高等优点而得到了迅速发展,然而氧化物半导体同时也存在选择性差、工作温度高等缺点,而有机导电聚合物敏感材料则可以在室温下进行气体探测,但响应度低、响应恢复慢等缺点影响了其发展。研究表明将无机半导体氧化物材料与有机导电聚合物材料复合有利于大幅提高材料的气敏特性,有机/无机复合敏感材料已经引起了研究者的广泛关注。首先通过静电纺丝法制备SnO₂基纳米纤维,然后采用化学氧化聚合法制备PPy/SnO₂基复合纳米纤维气敏材料,系统研究SnO₂形貌、PPy聚合条件及含量、金属元素掺杂对材料气敏性能的影响。具体研究工作如下:1.采用静电纺丝法制备纯的SnO₂纳米纤维,探究静电纺丝前驱液中氯化锡（SnCl2）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）,N-N二甲基甲酰胺（DMF）,无水乙醇各参数量的配比和烧结工艺对SnO₂形貌的控制作用。在氯化锡（... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 气敏传感器简介
        1.1.1 气敏传感器的分类及工作原理
        1.1.2 半导体气敏传感器的研究进展
    1.2 静电纺丝简介
    1.3 气体传感器的性能参数
    1.4 常见的半导体气敏材料
        1.4.1 SnO_2的结构和性质
        1.4.2 PPy的结构和性质
    1.5 半导体场效应管简介
    1.6 本课题的研究思路与内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 测试仪器
3 SnO_2纳米纤维和纳米管纤维的制备及其气敏性能的研究
    3.1 SnO_2纳米纤维和纳米管纤维的制备
    3.2 SnO_2纳米纤维和纳米管纤维的表征
    3.3 SnO_2纳米纤维的气敏性能测试
    3.4 SnO_2纳米纤维和纳米管纤维的气敏性能研究
4 PPy/SnO_2复合纳米纤维的制备及气敏性能的研究
    4.1 PPy的制备及气敏性能的研究
        4.1.1 PPy的制备
        4.1.2 PPy的表征
        4.1.3 PPy的气敏性能研究
    4.2 气相化学聚合法制备PPy/SnO_2复合材料及气敏性能研究
        4.2.1 气相化学氧化聚合法制备PPy/SnO_2复合纳米纤维
        4.2.2 PPy/SnO_2复合纳米纤维的SEM表征
        4.2.3 PPy/SnO_2复合纳米纤维的气敏性能
    4.3 液相化学聚合法制备PPy/SnO_2复合材料及气敏性能的研究
        4.3.1 液相化学氧化聚合法制备PPy/SnO_2复合纳米纤维
        4.3.2 PPy/SnO_2复合纳米纤维的表征
        4.3.3 PPy/SnO_2复合纳米纤维的气敏性能研究
5 PPy/SnO_2复合纳米纤维底栅场效应管的构筑及其气敏性能研究
    5.1 底栅场效应管的结构
    5.2 PPy/SnO_2纳米管沟道材料的I-V特性曲线
        5.2.1 室温下 1%PPy/SnO_2纳米管沟道材料的I-V特性曲线
        5.2.2 120°C下 1%PPy/SnO_2纳米管沟道材料的I-V特性曲线
        5.2.3 1%PPy/SnO_2纳米复合材料对NO的气敏性能研究
    5.3 PPy/SnO_2复合纳米纤维的气敏机理
6 金属元素掺杂SnO_2纳米管纤维的制备及其气敏性能研究
    6.1 引言
        6.1.1 金属元素掺杂SnO_2纳米管纤维的制备
        6.1.2 金属元素掺杂SnO_2纳米管纤维的表征
    6.2 金属元素掺杂SnO_2纳米管纤维的气敏性能研究
        6.2.1 In掺杂SnO_2纳米管纤维的气敏性能研究
        6.2.2 Sb掺杂SnO_2纳米管纤维的气敏性能研究
        6.2.3 La掺杂SnO_2纳米管纤维的气敏性能研究
    6.3 La-SnO_2纳米沟道材料的I-V特性曲线
        6.3.1 室温下La-SnO_2纳米沟道材料的I-V特性曲线
        6.3.2 300°C下La-SnO_2纳米沟道材料的I-V特性曲线
    6.4 La-SnO_2/PPy纳米沟道材料的I-V特性曲线
        6.4.1 室温下La-SnO_2/PPy纳米沟道材料的I-V特性曲线
        6.4.2 120°C下La-SnO_2/PPy纳米沟道材料的I-V特性曲线
总结与展望
参考文献
个人简历
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]ZigBee传感器网络在家庭可燃气体监测系统中的应用[J]. 周瑜.  信息通信. 2016(01)
[2]聚吡咯结构与导电性能的研究[J]. 于波,徐学诚.  华东师范大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]纳米三氧化钨制备技术及研究现状[J]. 李艳琼,曾文,谢国亚.  传感器世界. 2013(02)
[4]α-六噻吩OTFT器件痕量NO2气体传感器的制备及特性研究[J]. 李娴,蒋亚东,谢光忠,太惠玲.  材料导报. 2012(22)
[5]聚吡咯的制备、改性及应用进展[J]. 胡小平,刘志虎,游丹,王朝阳,付志兵,卢涛.  化工新型材料. 2012(07)
[6]气体传感器技术及发展现状[J]. 周述良.  价值工程. 2012(01)
[7]电阻型半导体气体传感器的概况[J]. 王红勤,杨修春,蒋丹宇.  陶瓷学报. 2011(04)
[8]Preparation of polythiophene/WO3 organic-inorganic hybrids and their gas sensing properties for NO2 detection at low temperature[J]. Jing Huang1,Yanfei Kang2,Taili Yang2,Yao Wang2,Shurong Wang2 1.Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering,Beijing 100101,China;2.Department of Chemistry,Nankai University,Tianjin 300071,China.  Journal of Natural Gas Chemistry. 2011(04)
[9]导电聚合物聚吡咯的制备、性质及其应用[J]. 蔡本慧,曹雷,王肇君.  化工科技市场. 2010(05)
[10]气敏传感器的研究现状与发展趋势[J]. 贾良菊,应鹏展,许林敏,倪自丰,王雅晴.  煤矿机械. 2005(04)

博士论文
[1]二氧化锡纳米材料的制备及其气敏特性的研究[D]. 管越.吉林大学 2014
[2]电纺半导体纳米纤维的结构设计与调控及器件应用[D]. 王威.吉林大学 2012

硕士论文
[1]基于电化学传感器的便携式H2S检测仪的研究与设计[D]. 刘树海.吉林大学 2013
[2]氧化物半导体纳米纤维的制备及其在气体传感和场效应器件上的应用[D]. 刘彦彤.吉林大学 2012



本文编号：3535603