Zn-Al金屬氧化物的制備和氣敏性能研究.pdf

1、氣體傳感器可以準確高效地檢測多種易燃、易爆、有毒、有害的氣體。半導體金屬氧化物傳感器是氣體傳感器中的一類，在靈敏度、響應時間、結構設計方面上，有著很大的優勢；在實際應用中，它有使用方便、體積小巧、成本低廉、易于普及諸多優點。雖然半導體金屬氧化物氣敏材料具有諸多優勢，但是單一金屬氧化物材料的選擇性、穩定性仍受到一定限制，有局限性。所以對于半導體金屬氧化物氣敏材料的研究經歷了一個從單一金屬氧化物，到金屬摻雜，再到復合金屬氧化物的發展過程，其

2、目的是為了提高該類材料的氣敏性質，獲得高靈敏度、高選擇性、穩定性良好的材料。
　　 本論文主要論述了兩種Zn-Al金屬氧化物的制備、結構和形態以及氣敏性能，分別為晶態Zn0-非晶態Al203和Zn0-Al203-Fe0。論文主要包括兩方面內容:
　　 一晶態Zn0-非晶態Al203的制備、結構和形態以及氣敏性能
　　 晶態Zn0-非晶態Al203是以Zn-Al類水滑石為前驅體煅燒制得。晶態Zn0-非晶態Al203

3、的結構和形態用熱場發射掃描電子顯微鏡、能譜儀、X射線衍射儀、全自動比表面積及孔隙度分析儀和熱重分析儀來表征。晶態Zn0-非晶態Al203在XRD圖譜中，取2T=31.785℃、34.404℃、36.249℃三個衍射角處的平均微晶大小大約為15.68nm。晶態Zn0-非晶態Al203對某些有機氣體展現出了良好的響應，比如乙醇和n-丁醇。在290℃的工作溫度下，對于350ppm的乙醇和n-丁醇的傳感器響應值分別是112.12和167.18。

4、而且，由晶態Zn0-非晶態Al203制成的傳感器元件對甲醇、異丙醇、丙酮和二甲苯展示出了良好的響應。對氣敏性能和晶態Zn0-非晶態Al203的微觀結構之間的關系也進行了研究。
　　 二Zn0-Al203-Fe0的制備、結構和形態以及氣敏性能
　　 Zn0-Al203-Fe0是由Zn-Al類水滑石摻雜Fe鹽制備得到的。Zn0-Al203-Fe0的結構和形態用熱場發射掃描電子顯微鏡、能譜儀、X射線衍射儀、全自動比表面積及孔隙

5、度分析儀和熱重分析儀來表征。Zn0-Al203-Fe0在XRD圖譜中，在d=7.711109垂直晶面下，2T=11.466℃，也就是θ=5.733℃處的平均微晶大小大約為28.31nm。Zn0-Al203-Fe0對某些有機氣體展現出了良好的響應，比如乙醇和n-丁醇。在290℃的工作溫度下，對于200ppm的乙醇和133.33ppm的n-丁醇的傳感器響應值分別是32.30和44.24。而且，由Zn0-Al203-Fe0制成的傳感器元件對甲