鋅、錫半導體金屬氧化物的制備及其氣敏性能的研究.pdf

1、不斷加快的工業發展進程，一方面帶來了經濟飛速發展，使人們的生活水平顯著提高;另一方面不斷向大氣中排放的污染性氣體，如氮氧化物、易揮發有機污染物及易燃易爆氣體嚴重影響了人類的生產生活、引起了氣候變化、破壞了生態平衡，更重要的是對人體健康造成了巨大的威脅。因此如何及時有效地檢測空氣中低濃度污染氣體引起了科研工作者廣泛關注。
　　半導體氣體傳感器因操作簡單、便于攜帶、價格低廉等優點得到了各行各業的青睞。但同時由于穩定性差、選擇性低、靈敏

2、度低及操作溫度高等缺點，限制了其廣泛應用。隨著半導體納米材料研究不斷深入，許多研究者致力于通過對半導體材料微結構調控、表面摻雜等途徑優化氣體傳感器性能。這不僅對基礎納米材料合成有重要意義，更為優化氣體傳感器性能提供了更有效的途徑。本文通過簡單的水熱合成方法合成多孔ZnO納米片、多孔SnO2中空納米球和ZnO摻雜的多孔SnO2中空納米球，并將其用于檢測易揮發有機污染物。此外，對產物形成機理、氣敏性能及增強機理也進行了深入分析。
　　

3、1.以不同鋅鹽合成的多孔ZnO納米片及其氣敏性能的對比研究
　　該工作主要的目的是研究不同的陰離子(CH3COO-、Cl-和SO42-)對多孔ZnO形貌、微結構及其氣敏性能的影響。采用簡單的水熱合成方法，分別以Zn(CH3COO)2、ZnCl2和ZnSO4為鋅鹽，與尿素溶液混合水熱反應生成前驅物堿式碳酸鋅，再經過高溫退火前驅物制備出多孔ZnO納米材料。結果表明，鋅鹽中不同的陰離子對產物多孔ZnO納米片的形貌和結構都有影響。將三種產

4、物用于易揮發有機污染物（丙酮、2-氯苯酚和甲醛等）的檢測，發現由硫酸鋅合成的多孔ZnO納米片的氣敏性能最優，其次為由氯化鋅合成的ZnO納米片，最后為醋酸鋅合成的ZnO納米片。導致氣敏性能差異的主要原因是產物的形貌，晶型結構及其比表面積均有所不同。
　　2.界面氧化脫水誘導形成多孔SnO2中空納米球及其氣敏性能的研究
　　利用無模板、無表面活性劑的水熱法合成了直徑為100-200nm的多孔SnO2中空納米球，并對不同反應時間下

5、的產物進行了TEM、XRD和EDS表征，提出界面氧化脫水機理用以解釋多孔SnO2中空納米球的形成過程;將多孔SnO2中空納米球用于易揮發有機污染物的檢測，由于高結晶度、高比表面積和多孔性質，與商業的SnO2粉末相比顯示出了更高的靈敏度和更快的響應速率。
　　3.ZnO摻雜多孔SnO2中空納米球的制備及其對乙醇增強性能的研究
　　利用可控的合成過程成功地制備出ZnO摻雜多孔SnO2中空納米球，并將其用于氣敏檢測。由于ZnO晶核