Ag-M双金属催化剂在氧化锌基气体传感器中的协同增敏效应研究
ZnO纳米材料有着多种优良的物理性能，被广泛应用于传感器领域。但是，本征的半导体ZnO气体传感器，在灵敏度和选择性等方面仍然不尽如人意，添加贵金属催化剂可以显著提升传感器的灵敏度和选择性。针对单一的Pd、Pt等贵金属催化剂容易中毒、失去活性和价格昂贵等问题。将第二种金属加入到贵金属催化剂中，形成具有协同增敏效应的双金属纳米晶催化剂，为气体传感器的性能提升提供了一种新的解决方案。本文具体的研究成果如下： （1）采用微机电系统(MEMS)工艺制造出旁热式微型传感器芯片，在传感器芯片上原位生长一维ZnO纳米线材料，成功制造出ZnO基气体传感器。实验结果表明，ZnO基气体传感器对氢气的检测下限为10ppm，对甲醛的检测下限为2ppm。 （2）采用水热法合成出Pd-Ag双金属纳米颗粒材料，将其通过喷墨印刷技术负载至ZnO纳米线表面，成功制造出氢气传感器。与单个Pd或Ag纳米颗粒催化剂相比，具有协同增敏效应的Pd-Ag双金属纳米颗粒催化剂对氢气的催化活性显著提升，对氢气的检测下限为1ppm。 （3）采用水热法合成出五角星形Pt-Ag双金属核壳结构纳米材料，将其通过喷墨印刷技术负载至ZnO纳米线表面，成功制造出甲醛气体传感器。与单个Pt或Ag纳米颗粒催化剂相比，具有协同增敏效应的五角星形Pt-Ag双金属纳米晶对甲醛的催化活性显著提升，对甲醛的检测下限为120ppb。在线质谱仪测试结果表明，HCHO分子在低温下会部分氧化为HCOOH分子，而在高温下会完全氧化为CO2分子。
ZnO纳米线;协同增敏效应;双金属纳米晶;氢气;甲醛
上海应用技术大学
硕士
应用化学
郑丹
2020
中文
O643.36
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）