發(fā)布時間：2024-05-27 23:51

　　隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,氣敏傳感器在檢測環(huán)境空氣質(zhì)量、工業(yè)廢氣監(jiān)測、易燃易爆與有毒害氣體檢測、人體呼出氣體檢測等領(lǐng)域的作用愈加重要。但是目前電阻型氣敏傳感器存在對低濃度的氣體(小于5 ppm)靈敏度不高,選擇性差等問題,因此開發(fā)高靈敏與高選擇性的氣敏傳感器顯得尤為重要。本論文從材料結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā),嘗試構(gòu)建貴金屬-氧化鋅異質(zhì)界面,探索這種異質(zhì)界面在氣敏傳感中的作用,制備高靈敏的氧化鋅基氣敏材料。本論文選取苯、丙酮與二氧化氮作為目標(biāo)氣體,通過一系列表征與測試手段探究了貴金屬-氧化鋅異質(zhì)界面對氧化鋅基材料的氣敏傳感性能的作用與規(guī)律,并在此研究的基礎(chǔ)之上,研制出一系列的高靈敏度與高選擇性的貴金屬-氧化鋅核殼納米顆粒氣敏傳感材料。本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)Au-ZnO異質(zhì)界面的調(diào)控以及其對氣敏傳感性能的影響。采用兩步法合成金-氧化鋅核殼材料:首先采用水熱法合成金-氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)前驅(qū)體,利用CTAB調(diào)控ZnO在Au表面的生長速度;然后在高溫下煅燒得到Au@ZnO顆粒。制備所得到的核殼Au@ZnO顆粒對低濃度苯(小于5 ppm)氣敏性能較純氧化鋅有所提升,主要是因為Au與ZnO之間存在...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１電阻型氣敏傳感器的分類??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｇａｓ?ｓｅｎｓｏｒｓ??

通過測定傳感器件的電阻變化與所處的氣氛中目標(biāo)氣體含量的關(guān)系，來獲取目標(biāo)??氣體的信息。電阻型氣敏傳感器是當(dāng)下應(yīng)用最為廣泛、研宄最多、最成熟的一種??氣敏傳感器，按照測試方式和傳感器件結(jié)構(gòu)可以分為不同的類型，如圖１．１所示。????ｆ—｜?ｓｕｒｆａｃｅ－ｃｏｎｔｒｏｌ?ｔｙｐｅ?....

圖１．３?Ｃｄｌｉｉ２０４氣相薄膜型氣敏傳感器的測試示意圖Ｍｌ??．．１４２１??

在測試過程中容易出現(xiàn)濃度不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，不利于測試低濃度目標(biāo)氣體。??Ａｎ?ｄｅｉｔｒｗｄｅｓ??圖１．２燒結(jié)型氣敏傳感器的測試電路示意圖（ａ）及傳感器件結(jié)構(gòu)圖（ｂ）?Ｍｌ??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?....

圖１．２燒結(jié)型氣敏傳感器的測試電路示意圖（ａ）及傳感器件結(jié)構(gòu)圖（ｂ）?Ｍｌ??

???Ｉ￣??圖１．３?Ｃｄｌｉｉ２０４氣相薄膜型氣敏傳感器的測試示意圖Ｍｌ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｅｓｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｆｏｒ?ＣｄＩｎ２〇４?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ?ｇａｓ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ１４２１??７??

圖１．５通過紅外分析（ＩＲ）、程序升溫脫附法（ＴＰＤ）和電子順磁共振（ＥＰＲ）分析得到??的，不同溫度下在Ｓｎ０２表面上的氧離子的不同存在形式＾??

（ｂ）?５二?Ｒｕｍ??圖１．６?ｎ型半導(dǎo)體氧化物的氣敏反應(yīng)機理示意圖（ａ）以及等效電路（ｂ）?Ｗ??Ｆｉｇ．?１．６?Ｇａｓ－ｓｅｎｓｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ａｎｄ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ｎ－ｔｙｐｅ?ｏｘｉｄｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ１４７１?....

本文編號：3983202