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1、隨著科技的進(jìn)步,氣體傳感器朝著微型化、集成化、多功能化的方向發(fā)展。一維納米材料具有非常高的比表面積和特殊的化學(xué)活性,在氣體傳感器領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文在前人研究工作的基礎(chǔ)上制備了規(guī)則排列的一維TiO2納米管陣列,并對(duì)其丙酮?dú)怏w和氫氣的敏感特性進(jìn)行了研究。 本實(shí)驗(yàn)采用電化學(xué)陽(yáng)極氧化法,以含F(xiàn)的溶液為電解液,在工業(yè)純鈦板的表面生長(zhǎng)了一層規(guī)則排列的TiO2納米管陣列。研究了TiO2納米管陣列制備的工藝條件,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)工
2、藝參數(shù)來(lái)精確控制所得TiO2納米管陣列尺寸的目的。借助XRD和FESEM分別分析了實(shí)驗(yàn)得到樣品的物相結(jié)構(gòu)和微觀形貌。發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的樣品為無(wú)定形結(jié)構(gòu),經(jīng)500℃熱氧化處理后樣品中出現(xiàn)了金紅石和銳鈦礦相。陽(yáng)極氧化電壓、反應(yīng)時(shí)間以及電解液種類是影響TiO2納米管陣列形貌的主要因素,電解液濃度和電極間距對(duì)TiO2納米管形貌的影響較小。通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)工藝條件,制備出了長(zhǎng)度達(dá)到微米級(jí)的TiO2納米管陣列。闡明了陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管陣列的機(jī)理。
3、 本論文研究了經(jīng)過(guò)熱氧化處理后樣品的氣敏特性,首次發(fā)現(xiàn)經(jīng)500℃于O2氣氛中處理的TiO2納米管陣列對(duì)丙酮?dú)怏w有很好的敏感特性。在1M HNO3+1MNaOH+0.5wt%HF混合電解液中20V電壓下氧化2h制備得到的樣品,在150℃開(kāi)始對(duì)丙酮敏感,當(dāng)測(cè)試溫度為350℃時(shí),材料的響應(yīng)時(shí)間為23s,靈敏度達(dá)269。測(cè)量溫度、測(cè)試氣體濃度是影響TiO2納米管陣列對(duì)丙酮?dú)饷粜阅艿闹饕蛩?。本?shí)驗(yàn)制備的TiO2納米管陣列對(duì)氫氣也有很好的
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