基于靜電紡絲技術的一維納米材料在濕度傳感器中的應用.pdf

1、納米材料的發(fā)展和應用是材料學科的一次偉大革新。相對于傳統(tǒng)材料而言，納米材料具有高比表面積、成本低、化學性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。其中，基于金屬氧化物的納米材料廣泛的運用于傳感器領域。納米材料在形貌結(jié)構(gòu)、尺寸大小以及制備方式上的差異，都對其在傳感性能方面的表現(xiàn)有重要影響。本論文利用高壓靜電紡絲技術制備了一維結(jié)構(gòu)的金屬氧化物納米材料，主要對納米材料在結(jié)構(gòu)和尺寸等方面進行了改進。試驗結(jié)果表明，基于此類納米材料的濕度傳感器在響應時間、靈敏度和穩(wěn)定性等方面

2、都有較大的提高。本論文所開展的研究工作主要包括以下幾個方面:
　　靜電紡絲技術制備在制備一維納米材料方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，經(jīng)過嚴格的退火程序處理，所制備的一維納米結(jié)構(gòu)多出現(xiàn)纖維狀和管狀。此類一維結(jié)構(gòu)的納米材料具有很大的比表面積，能夠有效提高材料的感濕能力，使傳感器具備高的靈敏度和快速響應等特點。
　　論文第三章詳細介紹了G/SnOx/CF的制備、測試過程并分析其響應機制。利用氯化亞錫、無水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺（DMF

3、）和聚乙烯吡咯脘酮（PVP）成功的制備了SnO2納米管、SnOx/CF納米纖維，G/SnOx/CF納米材料復合。SEM和TEM表征表明，SnO2納米管表面粗糙，其管壁由 SnO2顆粒組成；SnOx顆粒分散于碳纖維的內(nèi)部和表面。基于復合材料G/SnOx/CF的濕度傳感器最高靈敏度為6.22，響應時間為6-8s。經(jīng)過精確計算，加入石墨烯之后，G/SnOx/CF濕度傳感器的靈敏度與相同測試環(huán)境下SnOx/CF濕度傳感器相比提高了大約一倍。