碳納米管-金屬氧化物納米結構的合成及氣敏特性研究.pdf

1、在科技飛速發(fā)展的今天，越來越多的環(huán)境問題出現在人們面前，霧霾天氣的頻發(fā)，裝潢材料中甲醛超標以及化工原料意外泄漏事故已經嚴重危害到人們的健康生活，這些都對氣敏傳感器的高效準確性提出了要求。但是現有傳感器大多存在著工作溫度高、響應速度緩慢、靈敏度過低等一系列問題。本文針對上述問題，采用一種在傳統(tǒng)金屬氧化物中摻雜碳納米管的方法，從氣敏材料入手對其進行優(yōu)化，實現高靈敏度低工作溫度的氣敏傳感器的制備與設計。主要研究內容如下：
　?。?）研究

2、了氣敏傳感器的制備工藝與原理，選擇旁熱式氣敏傳感器的制備過程。采用化學修飾的方法對碳納米管進行處理，并利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等儀器對氣敏材料進行表征，研究表明處理后的碳納米管加強了對氣體的吸附能力和摻雜能力，為后續(xù)實驗提供理論依據。
　?。?）通過沉淀法制備出納米Fe2O3顆粒并與碳納米管進行復合，研究了不同燒結溫度對復合氣敏材料氣敏性的影響，重點分析了摻雜量，工作溫度及氣體濃度與傳感器靈敏度之間的關系，并對氣敏機理進行

3、了研究。實驗表明摻雜碳納米管的Fe2O3傳感器對丙酮的靈敏度有大幅的提高，并且降低了傳感器的工作溫度，改善了Fe2O3氣敏傳感器的各項性能指標。尤其是對80ppm的丙酮氣氛的靈敏度達2.3。
　?。?）為進一步驗證在納米金屬氧化物中摻雜碳納米管可以有效改善其氣敏特性，采用溶膠凝膠法分別制備出SnO2、In2O3納米顆粒并與碳納米管摻雜，對其氣敏特性展開研究。實驗表明，摻雜量為5％時CNT/SnO2的靈敏度是純SnO2的3.5倍，而