Sb摻雜二氧化鈦微納米材料制備與氣敏性能研究.pdf

1、TiO2的禁帶寬度分別為3.0eV(金紅石相)和3.2eV(銳鈦礦相)。純TiO2氣敏元件電阻較高，同時(shí)其氣敏性能也較差，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。本文通過(guò)形貌控制和Sb離子摻雜，不僅降低了材料的電阻和工作溫度，還有效提高了材料的靈敏度。論文主要結(jié)果如下:
　　(1)在堿性體系中采用水熱法制備了純TiO2納米帶和Sb摻雜TiO2納米帶，并用XRD、TEM對(duì)樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，純TiO2納米帶和Sb摻雜TiO2納米帶都為銳鈦礦相，

2、Sb摻雜TiO2的形貌是長(zhǎng)5～10μm，寬100～300nm的納米帶結(jié)構(gòu)。Sb摻雜TiO2納米帶對(duì)乙醇的氣敏性能結(jié)果表明: Sb摻雜不僅可以提高TiO2納米帶的靈敏度，而且使最佳工作溫度由摻雜前的400℃降低為摻雜后的300℃;在摩爾比為7.5％的最佳摻雜量下，對(duì)濃度為100ppm的乙醇?xì)怏w的響應(yīng)時(shí)間為19s，恢復(fù)時(shí)間為11s，靈敏度為13.82，檢測(cè)下限可達(dá)到1ppm。
　　(2)在酸性體系中采用水熱法制備了三種形貌組成單元的T

3、iO2微球，并用XRD、SEM對(duì)樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，以納米顆粒為組成單元的樣品為純金紅石相，而以納米棒和納米帶為組成單元的樣品除了主相為金紅石相外，還含有少量板鈦礦相;這三種樣品均為微球結(jié)構(gòu)，球的直徑在2-4μm。以納米顆粒為組成單元的TiO2微球顯示出最好的氣敏性能，該材料在工作溫度為350℃時(shí)對(duì)100ppm乙醇的靈敏度達(dá)到72.45，響應(yīng)時(shí)間為28s，恢復(fù)時(shí)間為19s，檢測(cè)下限可達(dá)到10ppm。
　　(3)在酸性體系中采