發(fā)布時(shí)間：2020-04-09 11:04

【摘要】：大氣污染帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題在當(dāng)今社會(huì)日益嚴(yán)重，，對(duì)污染氣體的有效監(jiān)控引起了更多重視,也對(duì)氣體傳感器的性能提出了更高的要求,而高效氣敏材料的設(shè)計(jì)與制備是開發(fā)先進(jìn)氣體傳感器的關(guān)鍵。普通的單元金屬氧化物已被廣泛研究并應(yīng)用于氣體傳感器的裝配中,但是性能依然有待進(jìn)一步提高。而關(guān)于雙元金屬氧化物的研究相對(duì)較少,但是對(duì)某些氣體表現(xiàn)出比單元金屬氧化物更好的氣敏性能。本論文探索了利用有序介孔氧化硅為硬模板、混合硝酸鹽為前驅(qū)體制備有序介孔鐵氧體雙元金屬氧化物(包括鎳、鋅、銅基鐵氧體等),并研究了有序介孔氧化硅硬模板孔徑、混合前驅(qū)體中硝酸鹽種類和比例等對(duì)介孔鐵氧體孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積、孔容、孔壁組成及其氣敏性能的影響。通過(guò)控制水熱老化溫度(40~140℃)制備了一系列不同孔徑(5.6~10.1 nm)的有序介孔氧化硅KIT-6,并以其為硬模板、硝酸鎳和硝酸鐵為前驅(qū)體制備了一系列有序介孔鎳基鐵氧體。隨著KIT-6孔徑的減小,介孔鎳基鐵氧體的比表面積逐漸增加(110~202 m2/g);硝酸鎳與硝酸鐵的摩爾比例中硝酸鐵大于2時(shí),產(chǎn)生額外的氧化鐵相,形成氧化鐵/鎮(zhèn)基鐵氧體復(fù)合物。氣敏測(cè)試發(fā)現(xiàn)有序介孔鎳基鐵氧體在工作溫度為230℃時(shí)對(duì)甲苯表現(xiàn)出較好的選擇性,其響應(yīng)(Roas/Rair)隨比表面積的增加而顯著提高,對(duì)1 ppm甲苯響應(yīng)最高可達(dá)58,檢測(cè)下限低于0.002 ppm。另外,有序介孔氧化鐵/鎳基鐵氧體復(fù)合物在工作溫度為250℃對(duì)丙酮有較高的響應(yīng),高于單獨(dú)的有序介孔氧化鐵和鎳基鐵氧體,對(duì)1 ppm丙酮響應(yīng)可達(dá)27.2,檢測(cè)下限低于0.01 ppm。采用上述類似的方法也制備了一系列高比表面積的有序介孔鋅基鐵氧體(97～181 m2/g)、有序介孔銅基鐵氧體(66～134 m2/g)。氣敏性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)有序介孔鋅基鐵氧體、有序介孔銅基鐵氧體在工作溫度為200℃對(duì)硫化氫氣體具有較好的選擇性。有序介孔鋅基鐵氧體對(duì)1 ppm硫化氫的響應(yīng)分別可達(dá)28.5、檢測(cè)下限低于0.005 ppm,而有序介孔銅基鐵氧體對(duì)5 ppm硫化氫響應(yīng)可達(dá)42.8、檢測(cè)下限低于0.1 ppm,表明這些有序介孔鋅基鐵氧體和銅基鐵氧體在硫化氫氣體的檢測(cè)方面有較大的應(yīng)用前景。
【圖文】：

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【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB381;TP212

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本文編號(hào)：2620671