复合金属氧化物的合成及其对环境有害气体气敏性能研究
随着社会和工业日新月异的发展，大量废气的随意排放对生态环境造成了极大的影响。利用气体传感器可以对此类威胁环境和人类健康的有害气体进行监测和管控，因此研发灵敏度高、响应速度快、选择性和稳定性好的气敏传感器至关重要。目前常用的多为基于金属氧化物半导体的气敏传感器，然而这类传感器具有操作温度较高、选择性差等缺点，为了满足当今时代对气敏基底材料的要求。可用掺杂金属元素、引入碳基材料、与其他金属氧化物复合等方法对其改性。许多研究都表明对金属氧化物的改性可以有效提高纯组分金属氧化物半导体的气敏性能，如选择性、操作温度、响应时间等。具体内容如下: 1、以钨酸钠为钨源，利用两步低温水热法制备一系列W与Fe原子比不同的WO3与α-Fe2O3金属氧化物。在180℃操作条件下，对10ppm三乙胺气体进行相关气敏性能的检测。根据实验结果可得，基于WFe2复合物（原子比=2∶1）的气敏传感器的对三乙胺表现出较高的气敏响应(14.3)，与纯WO3和α-Fe2O3相比，复合材料的灵敏度有4.3和5.1倍的明显提高，较低的检测极限(38ppb)，高的选择性和稳定性。文献中对于WFe复合物的气敏研究和有毒气体三乙胺的检测也报告较少，表明制备的WFe复合物在气敏领域有创新性。 2、利用低温水热法，通过改变石墨烯含量复合合成了一系列rGO/Cu2O复合材料。根据实验结果可得，在常温下，基于1wt％rGO/Cu2O复合材料的NO2气体传感器具有高的响应(5.8)，低检测限(32ppb)，优异的选择性和对低浓度NO2(1ppm)的线性响应。结果表明制备的材料在室温条件下的高性能传感器应用中具有很强的竞争力。
金属氧化物半导体;低温水热法;环境有害气体;气敏性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
白守礼
2018
中文
TN304.21;TN304.05
85
2018-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）