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

发布时间：2024-04-18 02:25

　　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。目前我们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1Oppm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W03和α-Fe203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(38 ppb),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...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属氧化物半导体
        1.2.1 金属氧化物半导体的分类
        1.2.2 金属氧化物半导体的气敏机理
    1.3 典型的金属氧化物
        1.3.1 氧化亚铜(Cu₂O)
        1.3.2 氧化钨(WO₃)
    1.4 金属氧化物气敏性能的改性
        1.4.1 与石墨烯等碳基材料复合
        1.4.2 金属元素掺杂
        1.4.3 与金属氧化物复合构成异质结
    1.5 金属氧化物气敏传感器的现状与前景
    1.6 本论文研究内容与意义
        1.6.1 本论文研究意义
        1.6.2 本课题研究内容
第二章 复合金属氧化物WO₃/Fe₂O₃对三乙胺的气敏性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验主要试剂与仪器
        2.2.2 WO₃/Fe₂O₃复合物制备
    2.3 结果与讨论
    2.4 WO₃/Fe₂O₃复合物气敏性能
        2.4.1 复合物组成对气敏性能的影响
        2.4.2 气体浓度对WO₃ /α-Fe2O₃复合物气敏性能的影响
        2.4.3 WO₃/Fe₂O₃的选择性和稳定性
        2.4.4 气敏机理
    2.5 本章小结
第三章 复合金属氧化物rGO/Cu₂O对二氧化氮气敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验主要试剂与仪器
        3.2.2 rGO/Cu₂O复合物的制备
        3.2.3 气敏元件制备及测试
    3.3 rGO/Cu₂O复合物的形貌和结构
    3.4 rGO/Cu₂O复合物的气敏性能
        3.4.1 气体浓度和复合物组成对气敏性能的影响
        3.4.2 rGO/Cu₂O复合物的选择性
        3.4.3 rGO/Cu₂O复合物对二氧化氮的气敏机理
    3.5 本章小结
第四章 结论
参考文献
致谢
发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3957282