銅基復合材料的構筑及NOx氣敏性能研究.pdf

1、為制備成本低廉、氣敏性能優(yōu)異的銅基復合材料，本文采用簡單的回流及水熱等方法，合成了具有分級介孔結構的花狀CuO-NiO復合材料和多孔CuO-ZnO復合材料。采用XRD、BET、SEM、TEM、XPS等測試手段對復合材料進行了結構表征，并利用自主研發(fā)的氣敏檢測裝置測試了復合材料在室溫下對NOx的氣敏性能，探究了材料結構和氣敏性能的關系。
　　首先，采用水熱合成法，通過控制不同質量的氫氧化鎳與氫氧化銅前驅體進行回流反應，制備出具有不同

2、摩爾比的CuO-NiO復合材料。對復合材料進行的SEM、TEM表征測試結果表明，CuO-NiO復合材料具有分級花狀結構，其中氫氧化鎳為納米片。在室溫條件下進行的NOx（氮氧化物）氣敏性能測試，其結果表明:相對于摩爾比為2∶1(CN-2)和4∶1（CN-4）的樣品，摩爾比為1∶1的樣品（CN-1）氣敏性能最佳，CN-2對于100 ppm的NOx（氮氧化物）氣體的靈敏度可達到82.88％，而響應時間僅為2s，最低檢測限為1 ppm，穩(wěn)定性測

3、試時間長達9周。分析原因應該是分級結構花狀CuO-NiO復合材料具有更多的氣體表面吸附位點，NOx可以更加容易地在材料表面吸附和脫附;同時CuO-NiO復合材料形成的p-p異質結構使得NiO中的電子能快速有效地傳輸?shù)紺uO中，加快了氣敏響應速度。
　　其次，采用簡單的回流-煅燒方法，在不使用模板劑的情況下，通過調整ZnO的質量制備了不同摩爾比的多孔CuO-ZnO復合材料。對CuO-ZnO復合材料進行了氣敏性能測試，結果表明:相對摩

4、爾比為2∶1（CZ-2）和1∶1（CZ-1）的樣品，摩爾比為4∶1的樣品（CZ-4）具有最好的氣敏性能，CZ-4樣品對于100 ppm的NOx的靈敏度可達到63.04％，而響應時間僅為2s，最低檢測限為1 ppm，穩(wěn)定性測試時間長達9周。多孔CuO-ZnO復合材料除了對NOx具有良好的氣敏響應之外，對NH3也表現(xiàn)出一定的氣敏響應。多孔CuO-ZnO復合材料優(yōu)異的氣敏性能可歸因于其多孔結構具有的較大的比表面積、高孔隙率以及CuO與ZnO之