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文檔簡介
1、納米科技和納米材料的快速增長標(biāo)志著人類社會的進(jìn)步,有助于人們生活質(zhì)量的提高。除了利用常規(guī)方法合成納米材料之外,探索和開發(fā)簡單高效、廉價環(huán)保的新路線來制備新型納米結(jié)構(gòu)材料就顯得尤為重要,而且開拓出新的材料對于納米科學(xué)的發(fā)展來說會有非常重大的意義,同時也是今后納米科技發(fā)展的核心。本文通過水熱合成法制備出三維的氧化鋅/氧化錫納米花金屬氧化物材料,以此來獲得高性能氣敏材料。我們利用不斷的改變實(shí)驗(yàn)條件系統(tǒng)地合成出三維的由棒組成的花狀,多孔的花狀和
2、蝴蝶狀等具有特殊形貌結(jié)構(gòu)的納米材料。本論文的主要研究內(nèi)容結(jié)果如下:
1.我們主要采用操作簡單和成本低廉的水熱合成法來通過改變加入的表面活性劑來得到不同形貌的ZnO氣敏材料,并用X射線衍射譜(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射掃描電鏡(TEM)等表征技術(shù)手段對所得的樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和外貌的分析。所得結(jié)果表明,PVP、CTAB、PEG都可以作為合成ZnO氣敏材料的表面活性劑,但在同等其他實(shí)驗(yàn)條件下加入不同表面活性劑時所獲得的樣
3、品的形貌有很大的差異,在不加任何表面活性劑或者加入PVP、CTAB時所得到的樣品呈現(xiàn)的是啞鈴狀的形貌,但當(dāng)加入PEG時,所得到的樣品是ZnO花狀結(jié)構(gòu),因此,從以上討論我們得到PEG在ZnO花狀結(jié)構(gòu)的形成過程中扮演了一個關(guān)鍵的角色。敏感性測試結(jié)果證明,花狀結(jié)構(gòu)可以顯著提高半導(dǎo)體材料的氣敏性能。
2.通過簡單的一步低溫水熱法合成由2D片狀結(jié)構(gòu)組裝而成的3D花狀結(jié)構(gòu)SnO2金屬氧化物材料,通過合理調(diào)控?zé)嵋簳r間可以有效地控制三維多級花
4、狀結(jié)構(gòu)的外貌。結(jié)果發(fā)現(xiàn),多孔的納米花特殊形貌為待測氣體分子提供了較大的接觸表面和寬敞的內(nèi)部空間,有利于氣體的滲透和擴(kuò)散從而加速氣敏響應(yīng),使得多孔的納米花更有作為乙醇傳感器材料的潛能。
3.在多孔納米花的基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過改變實(shí)驗(yàn)條件制備出蝴蝶狀的二氧化錫氣敏材料。結(jié)果表明,蝴蝶狀的氧化錫納米花傳感器在最佳的操作溫度300℃下對乙醇?xì)怏w具有高的響應(yīng),短的響應(yīng)修復(fù)時間和良好的選擇性。這歸因于多孔的結(jié)構(gòu)提供了更多的氣體活躍位點(diǎn)和擴(kuò)散輸
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