本文選題：ZnO　切入點：碳納米管　出處：《中北大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著科學技術及工業(yè)化的快速發(fā)展，易燃易爆等有毒氣體在得到廣泛使用的同時，也帶來了嚴重的大氣污染，許多城市都出現(xiàn)霧霾天氣，嚴重危害了人們的健康。人們對氣體的檢測顯得格外重視，更是對傳感器的性能有了更精確的要求。因此，本文主要對碳納米管摻雜金屬氧化物的復合材料的氣敏特性進行了研究，以提高材料的氣敏性能，這對治理當前的環(huán)境污染問題具有重要的參考價值。 本文介紹了金屬氧化物和碳納米管的氣敏原理，以ZnO為金屬氧化物的代表，從制備工藝和摻雜兩種方法研究對氣敏特性的改善，并圍繞CNT/MOS的氣敏特性展開重點研究，探索了幾種復合材料的氣敏機理。主要研究內(nèi)容如下： （1）研究了RF磁控濺射ZnO薄膜的制備參數(shù)和氣敏性能。在不同的濺射參數(shù)下制備ZnO薄膜，通過對襯底溫度、退火溫度和氧氬比對薄膜的結晶質量、生長結構及電阻率的影響，得出了制備ZnO薄膜的優(yōu)化參數(shù)。通過氣敏性測試，可知該薄膜在225℃下對1.0%甲烷和乙醇有70%以上的響應，不僅適當降低了材料的工作溫度，，還提高了靈敏度。 （2）研究了碳納米管摻雜對ZnO氣敏特性的影響。選用溶膠凝膠工藝制備ZnO粉末，并制成CNT/ZnO復合材料。實驗發(fā)現(xiàn)，碳納米管的加入降低了材料的電阻，而且摻入量為1%的碳納米管，不僅將ZnO的工作溫度由300℃降低到250℃，還將對100ppm乙醇的響應提高了近6倍，并體現(xiàn)了很好的選擇性。 （3）研究了碳納米管摻雜WO3、SnO2的氣敏特性。采用沉淀法制得WO3粉末并與碳納米管合成了CNT/WO3復合材料。實驗表明碳納米管的摻雜降低了WO3的電阻，提高了靈敏度，并對氨氣和二氧化氮具有較好的選擇性。以氯化亞錫為原材料，利用溶膠凝膠工藝制備SnO2粉末并合成了CNT/SnO2復合材料。實驗表明碳納米管的摻雜改善了SnO2對H2S的靈敏度，并表現(xiàn)了良好的選擇性。此外，合成的CNT/WO3/SnO2復合材料比CNT/SnO2、CNT/WO3、SnO2/WO3對NO2的靈敏度都高，且對1ppm NO2的響應達80%，明顯改善了選擇性，證明了多重摻雜是提升金屬氧化物選擇性的一種很好的方法。 （4）探討了CNT/ZnO、CNT/SnO2、CNT/WO3和CNT/WO3/SnO2幾種復合材料的氣敏機理。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB381;TQ132.41

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 柏自奎,王愛華,謝長生;金屬氧化物微氣體傳感器制備技術的研究進展[J];傳感器技術;2005年09期

2 牛莉;羅延齡;李利維;;碳納米管氣敏傳感器響應機理研究進展[J];材料導報;2006年S2期

3 王炳山;劉文茂;董曉雯;楊衍賾;;WO_3納米棒簇的離子交換-水熱合成及氣敏性[J];材料科學與工程學報;2009年05期

4 魏少紅,石蔚云,牛新書;TiO_2-WO_3納米粉體的制備及氨敏性能研究[J];電子元件與材料;2003年10期

5 婁向東,王曉兵,劉淑萍,賈曉華,梁慧君;納米SnO_2的制備及其酒敏性能研究[J];電子元件與材料;2005年10期

6 劉志文;付偉佳;劉明;谷建峰;馬春雨;張慶瑜;;磁控濺射ZnO薄膜的退火熱力學行為研究[J];電子顯微學報;2007年06期

7 鄧永和;張志純;謝治民;謝增榮;;WO_3基的摻雜及其氣敏感特性的研究[J];電子質量;2007年03期

8 陳祖熊;低工作溫度的氧化鎢氣敏材料[J];功能材料;1994年01期

9 李建昌;韓小波;姜永輝;巴德純;;金屬氧化物半導體薄膜氣敏機理研究進展[J];功能材料與器件學報;2011年02期

10 張軒;楊海峰;席廣成;盧曉靜;李俊芳;閆妍;;納米金屬氧化物氣體傳感材料研究進展[J];材料導報;2012年S2期

相關博士學位論文 前3條

1 劉力濤;碳納米管薄膜氣敏元件的制備及敏感性研究[D];清華大學;2010年

2 柏自奎;金屬氧化物氣敏元件陣列的制備與性能研究[D];華中科技大學;2008年

3 漆奇;低維納米金屬氧化物半導體敏感特性的研究[D];吉林大學;2009年

本文編號：1595222