ZnO基p-n型復(fù)合、雜化氣敏材料的制備及氣敏性研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求和安全意識(shí)也在不斷增加。對(duì)環(huán)境中有毒、有害和易燃易爆氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使人們遠(yuǎn)離危險(xiǎn)，正逐漸成為人們的迫切需求。在這種需求下，氣體傳感技術(shù)就迅速發(fā)展起來。其中，以金屬氧化物為基礎(chǔ)材料的半導(dǎo)體式氣體傳感器，以其加工簡(jiǎn)單，成本低，性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，成為科研工作者的重點(diǎn)研究對(duì)象。然而，目前的很多研究還只是停留在實(shí)驗(yàn)室階段，很難適用于真實(shí)環(huán)境。因而，開發(fā)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的新型氣敏材料，便成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

2、 本論文以ZnO為基本材料，采用有機(jī)溶劑中強(qiáng)制水解法制備了ZnO-C0304復(fù)合物，采用機(jī)械共混法制備了ZnO-PPy和ZnO-PAn雜化材料，研究了其氣敏性能，并對(duì)敏感機(jī)理作了初步探討。本論文著眼于實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行選題，在以下主要方面做了系統(tǒng)研究： 1．在一縮二乙二醇溶劑中，首次利用醋酸鋅和醋酸鈷結(jié)晶鹽自身攜帶的水，在200℃發(fā)生強(qiáng)制水解，制成分散性非常好的p-n型ZnO-C0304納米復(fù)合物。氣敏研究顯示，該復(fù)合物的選擇

3、性、穩(wěn)定性和工作溫度均優(yōu)于純ZnO。特別是在對(duì)濕度變化產(chǎn)生的影響方面，具有很好的穩(wěn)定性。這為制備可在較大濕度變化條件下使用的氣體傳感器提供了很好的材料。 2．以PPy和自制ZnO納米粒子為原料，機(jī)械共混法制備p-n型PPy/ZnO雜化材料，并研究其低溫下的氣敏性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)驗(yàn)操作溫度下(30℃、60℃、90℃)，PPy/ZnO雜化材料(PPy質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％、3％、5％、10％、20％)只對(duì)NO<,x>氣體有響應(yīng)，說明雜化

4、材料比單一的PPy、ZnO材料有更好的選擇性。同時(shí)比ZnO的操作溫度低，并且比PPy有更好的可逆性。這為制備低溫低能耗傳感器的制備提供了新的選擇。 3．用機(jī)械共混法制備了p-n型PAn/ZnO雜化材料，并研究其低溫下的氣敏性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在操作溫度為90℃時(shí)，PAn/ZnO雜化材料對(duì)有機(jī)易揮發(fā)化合物(甲醇、乙醇、丙酮)表現(xiàn)出好的選擇性，并且響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間短、可逆性好，靈敏度與測(cè)試氣體的濃度呈線性關(guān)系。PAn/ZnO雜化材料的氣敏性