進入20世紀以來,經(jīng)濟的迅速發(fā)展為人類創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟利益,同時也給自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展帶來了諸多問題。而大氣中的有毒有害氣體最為與人類的生活息息相關(guān),因此制備出能夠迅速檢測這些有毒有害氣體的傳感器成為科研工作者迫在眉睫的任務(wù)。TiO2是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度為3.2eV（銳鈦礦相）或3.0 eV（金紅石相）,由于其獨特的結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì),已被廣泛應(yīng)用于光催化、氣敏傳感器等領(lǐng)域。然而單一的TiO2氣敏材料存在著工作溫度高、選擇性差等缺點,摻雜、表面修飾及與其他氣敏材料復(fù)合形成分級納米結(jié)構(gòu)是改善TiO2氣敏性能的常用方法。本文選取TiO2為基礎(chǔ)材料,采用靜電紡絲技術(shù)制備TiO2納米纖維,通過摻雜或表面修飾調(diào)節(jié)TiO2納米纖維的活性位點。同時,利用二步水熱法制備了ZnO/TiO2與α-Fe₂O₃/TiO2分級納米結(jié)構(gòu)氣敏材料,系統(tǒng)研究了不同水熱時間和濃度對獲得分級納米結(jié)構(gòu)對其氣敏性能的影響,由于分級納米結(jié)構(gòu)提供較大的比表面積和更多的活性位點,這將有利于氣敏性能的提高。具體研究工作如下:1.介紹了靜電紡絲技術(shù)原理,并利用靜電紡絲技術(shù)制備Ti... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 氣敏傳感器簡介
        1.2.1 氣敏傳感器研究進展
        1.2.2 氣敏傳感器分類
        1.2.3 氣敏傳感器的性能參數(shù)
    1.3. 氣敏傳感器敏感機制
    1.4 金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料的制備方法
    1.5 具有分級結(jié)構(gòu)的金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料的性能
    1.6 金屬氧化物分級納米結(jié)構(gòu)氣敏材料的研究進展
    1.7 本論文課題的提出及研究內(nèi)容和意義
        1.7.1 本論文課題的提出及研究內(nèi)容
        1.7.2 本論文課題研究的意義
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑及儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 微觀結(jié)構(gòu)的表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.2.2 X射線衍射儀（XRD）
        2.2.3 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.2.4 X射線光電子能譜（XPS）
    2.3 氣敏性能測試
3 靜電紡絲法制備TiO_2納米纖維及氣敏性能的研究
    3.1 靜電紡絲技術(shù)概述
    3.2 TiO_2納米纖維的制備過程
    3.3 TiO_2納米纖維的物相與形貌表征
    3.4 TiO_2納米纖維的氣敏性能
    3.5 本章小結(jié)
4 ZnO/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的制備及氣敏性能的研究
    4.1 引言
    4.2 ZnO納米顆粒修飾TiO_2納米纖維的制備及氣敏性能的研究
        4.2.1 實驗部分
        4.2.2 ZnO納米顆粒修飾TiO_2納米纖維的形貌及物相表征
        4.2.3 ZnO納米顆粒修飾TiO_2納米纖維的氣敏性能
    4.3 Zn摻雜TiO_2納米纖維的制備及氣敏性能的研究
        4.3.1 實驗部分
        4.3.2 Zn摻雜TiO_2納米纖維的形貌及物相表征
        4.3.3 Zn摻雜TiO_2納米纖維的氣敏性能
    4.4 ZnO/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的制備及其氣敏性能
        4.4.1 實驗部分
        4.4.2 物相與形貌表征
        4.4.3 水熱反應(yīng)時間對ZnO/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.4 ZnO/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的氣敏性能
        4.4.5 氣敏機理
    4.5 本章小結(jié)
5 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的制備及其氣敏性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的制備
        5.2.2 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的表征
        5.2.3 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)氣敏傳感器的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的物相與形貌表征
        5.3.2 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的生長機制
        5.3.3 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的氣敏性能
        5.3.4 α-Fe_2O_3/TiO_2分級納米結(jié)構(gòu)的氣敏機理
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文和研究成果
致謝



本文編號：3490407