ZnS表面修飾的ZnO納米棒基氣敏器件的制備及其對H2S的氣敏性能.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、H2S氣體是一種在人類居住環(huán)境中常見的具有神經(jīng)毒性的、令人窒息的有害氣體,同時也會誘發(fā)阿耳茨海默氏病、唐氏綜合癥以及肝硬化等疾病。因此,有效地檢測環(huán)境中微量的H2S氣體對保證人類的健康生活具有重要意義。作為一種典型的還原性氣氛,H2S氣體可以被氧化物半導體類氣敏器件在較高的工作溫度下檢測出來。然而,H2S同時也是一種易燃、易爆氣體,在高溫環(huán)境中檢測該種氣體容易引發(fā)危險。因而,探索一種能夠在常溫條件下對微量H2S氣體有效探測的器件是目前研

2、究的一個重要挑戰(zhàn)。本文以半導體ZnO納米材料作為敏感劑,針對實現(xiàn)對ppm級別H2S氣體穩(wěn)定的室溫檢測進行了具體的研究工作。
  使用CGS-1TP型智能氣敏分析系統(tǒng)對比了在不同基底上生長的ZnO納米棒狀陣列對H2S氣體的敏感性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在室溫條件下以叉指狀電極為基底制備的樣品對H2S表現(xiàn)出非常高的靈敏性,對1ppmH2S的靈敏度高達218.2,甚至對10ppbH2S的靈敏度也可以達到3.06。并且該樣品在室溫條件下僅對H2S產(chǎn)

3、生靈敏的響應(yīng),表現(xiàn)出良好的選擇性。但是,該樣品對H2S探測的重復性效果較差。我們分析了樣品對H2S靈敏性能的響應(yīng)機理,并提出了改善樣品氣敏探測重復性的途徑。
  設(shè)計了在ZnO納米棒結(jié)構(gòu)表面形成ZnS保護層的方法來改善ZnO納米棒基氣敏器件對H2S室溫檢測的重復性。我們使用目標氣體H2S作為鈍化劑在ZnO納米棒結(jié)構(gòu)表面形成ZnS保護層,研究了不同濃度以及不同鈍化時間對ZnO納米棒基氣敏器件的重復性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)10ppmH2

4、S鈍化處理200s的ZnO納米棒基氣敏器件對H2S的檢測表現(xiàn)出良好的重復性。通過熱處理的方法進一步促進了ZnO@ZnS復合結(jié)構(gòu)樣品對不同濃度H2S檢測的穩(wěn)定性。所得器件在H2S的室溫檢測方面表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景。
  通過XRD、SEM、TEM、EDS等檢測手段對樣品進行了詳細的表征分析,研究了H2S鈍化處理對ZnO納米結(jié)構(gòu)表面的影響,探索了表面ZnS鈍化層的厚度與其氣敏性能的關(guān)系。深入探究了ZnO@ZnS核殼結(jié)構(gòu)對H2S室溫檢

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