納米氧化鋅形貌調(diào)控、聚噻吩改性及氣敏性能研究.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)化合物是有毒有害的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和人類健康容易造成一定的危害。因此，有效的檢測此類物質(zhì)具有重要的實(shí)際意義。近年來，半導(dǎo)體金屬氧化物氣敏材料的研究一直是熱點(diǎn)，其中，納米氧化鋅因其原料易得、價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)受到研究人員的廣泛關(guān)注。為了降低工作溫度、提高檢測的靈敏度可以通過調(diào)控氧化鋅形貌及改性的方法來改善其氣敏性能。
　　導(dǎo)電高分子聚合材料因其優(yōu)良的導(dǎo)電性能，在電化學(xué)和催化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。聚噻吩及其衍生物就是其中一類

2、重要的導(dǎo)電聚合物。利用聚噻吩改性氧化鋅，用于有害氣體檢測的研究較少。因此，期望通過聚噻吩改性納米氧化鋅，提高其氣敏性能，實(shí)現(xiàn)在有害揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測中的應(yīng)用。
　　基于此，本論文通過控制實(shí)驗(yàn)參數(shù)制備出形貌不同的納米氧化鋅，并對(duì)其進(jìn)行改性；通過探索形貌和摻雜量的影響，研究了氧化鋅的氣敏性能。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　(1)采用水熱法，以硝酸鋅和四乙基氫氧化銨為原料，在無表面活性劑的條件下，合成了棒狀納米氧化鋅，對(duì)其結(jié)構(gòu)、

3、形貌及氣敏性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在工作溫度為300℃，棒狀納米氧化鋅對(duì)100ppm的丙二醇和乙醇胺氣體的響應(yīng)值的分別為49.5和69.9，說明可有效檢測低濃度的丙二醇和乙醇胺。
　　(2)通過水熱法以醋酸鋅為鋅源，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，調(diào)控反應(yīng)參數(shù)制得氧化鋅顆粒，并對(duì)其氣敏特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，氧化鋅的最佳工作溫度為140℃，對(duì)丙二醇表現(xiàn)出較高的響應(yīng)，對(duì)100 ppm丙二醇的響應(yīng)值為16.7。響應(yīng)時(shí)間為1s，具有良好的可逆性，

4、但選擇性較低。
　　（3）采用水熱法，通過調(diào)控實(shí)驗(yàn)參數(shù)合成了不同聚噻吩含量的氧化鋅顆粒/聚噻吩復(fù)合材料，研究了其形貌結(jié)構(gòu)和氣敏性能。結(jié)果表明，聚噻吩的引入顯著地提高了氧化鋅的氣敏性能；當(dāng)聚噻吩復(fù)合量為10wt.％時(shí)，復(fù)合材料對(duì)丙二醇表現(xiàn)出較好的選擇性和響應(yīng)，相比純氧化鋅，其氣敏性能提高了近兩倍。
　?。?）以硝酸鋅和氫氧化鈉為原料，通過水熱合成法制備出了片狀氧化鋅，對(duì)其氣敏性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，片狀氧化鋅的最佳工作溫度為2