【摘要】：近年來(lái),環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重,檢測(cè)環(huán)境中的有害氣體尤其重要,氣敏傳感器的出現(xiàn)引起了人們的關(guān)注。由于氣敏性能與材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系,可以通過(guò)增大材料的比表面積,提高對(duì)目標(biāo)氣體的吸附,優(yōu)化氣敏傳感器的氣敏性能�；谶@一要求,本文通過(guò)濕化學(xué)法制備出NiO基網(wǎng)絡(luò)狀薄膜,并對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)以及氣敏性能進(jìn)行了研究。主要結(jié)果如下:采用化學(xué)浴沉積法所制備的前驅(qū)體薄膜經(jīng)400℃熱處理后獲得立方NiO多晶薄膜。NiO薄膜是由相互連接的納米薄片組成的納米網(wǎng)絡(luò)陣列,納米片的厚度大約為200 300nm。組成NiO薄膜的納米薄片顯示出一種層次分明的多孔結(jié)構(gòu),孔洞的寬度大約為5nm。通過(guò)在印有Pt叉指電極的氧化鋁基板上原位生長(zhǎng)并經(jīng)熱處理制成NiO納米片陣列氣敏元件。測(cè)試結(jié)果顯示,該NiO陣列膜對(duì)H_2S氣體具有極好的氣敏響應(yīng)性能:其最佳工作溫度為200℃;在該溫度下對(duì)H_2S氣體的檢測(cè)濃度可低至10ppm,對(duì)50ppm H_2S的響應(yīng)靈敏度高達(dá)78;與NO_2,NH_3,SO_2和CO氣體相比,NiO陣列膜對(duì)H_2S氣體具有良好的選擇性,但是響應(yīng)穩(wěn)定性較差。采用濕化學(xué)法制備SnO_2/NiO復(fù)合薄膜。該薄膜是在納米片網(wǎng)絡(luò)陣列表面上覆蓋一層透明均勻的薄膜,納米薄片變厚,厚度從30nm變化為50nm,形成一種比納米薄片組成的多孔結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),孔洞的寬度大約為200 500nm。通過(guò)對(duì)SnO_2/NiO薄膜制成的氣敏元件測(cè)試發(fā)現(xiàn),該薄膜對(duì)H_2S氣體具有極好的氣敏響應(yīng)性能:其最佳工作溫度為200℃;在該溫度下對(duì)H_2S氣體的檢測(cè)濃度可低至10ppm,對(duì)50ppm H_2S的響應(yīng)靈敏度高達(dá)82;可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)與恢復(fù);與NO_2,NH_3,SO_2和CO氣體相比,NiO陣列膜對(duì)H_2S氣體具有良好的選擇性;靈敏度波動(dòng)非常小,具有良好的穩(wěn)定性。綜合分析發(fā)現(xiàn),SnO_2/NiO薄膜較NiO薄膜具有更好的氣敏性能。通過(guò)溶膠-凝膠提拉法所制備的NiO薄膜和Ni薄膜為多晶膜,兩種薄膜都為面心立方結(jié)構(gòu)。NiO薄膜顆粒均勻致密,表面平整。Ni薄膜呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu),孔的寬度約為100nm,長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百納米。通過(guò)對(duì)NiO和Ni薄膜型氣敏元件測(cè)試發(fā)現(xiàn),在200℃時(shí),在100ppm H_2S條件下,Ni薄膜型氣敏元件的靈敏度為2.44,僅僅達(dá)到采用化學(xué)浴沉積法得到的網(wǎng)絡(luò)狀NiO薄膜型氣敏元件靈敏度的1.63%;Ni薄膜型氣敏元件沒(méi)有動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過(guò)溶膠-凝膠提拉法制備出CuO-NiO薄膜,在氫氣中將其還原為Cu_(0.7)Ni_(0.3)薄膜,最佳條件為還原溫度為300℃,還原時(shí)間為50min,鍍膜次數(shù)為10次,此時(shí)Cu_(0.7)Ni_(0.3)薄膜的方塊電阻為29Ω/□。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP212;X831;O657
【圖文】：

的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，NiO 薄膜的制備工討論。及性質(zhì)Cl 相同，即巖鹽結(jié)構(gòu)，均為面心立方結(jié)構(gòu) O 原子。每個(gè) Ni 原子周?chē)?6 個(gè) O 原子位于正八面體的中心，晶格常數(shù) a=b=cd 電子結(jié)構(gòu)[25, 26]，禁帶寬度較寬，為 3.6的氧，但是整個(gè)系統(tǒng)是電荷中性的，在型半導(dǎo)體[32, 33]。NiO 中 Ni 電子排布為 1s

能料功耗低，著色效率很高，在開(kāi)路條件下具有穩(wěn)定的記憶料，因?yàn)樗哂休^高的電致變色效率，循環(huán)性能良好，材H)2脫氫導(dǎo)致的，生成了含有 Ni3+的 NiOOH。具體反應(yīng)如NiO+OH-→NiOOH+e-Ni(OH)2+OH- NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2 NiOOH+H-+e-人[36]采用電泳沉積和化學(xué)浴沉積相結(jié)合的方法，制備了膜，圖 1.2 是多孔 NiO/RGO 雜化膜在有色和漂白狀態(tài)下的有可逆性，從透明到深褐色，著色效率很高，為 76cm2C 6.7s），循環(huán)性能很好，由于 NiO 的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積lyukh 和 Green 等人[37]采用直流射頻磁控濺射法制備 NiO隙分別為 3.95eV，3.97eV。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 孫全;邵忠財(cái);高景龍;;NiO超細(xì)粉的制備及應(yīng)用進(jìn)展[J];有色礦冶;2006年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 褚憲薇;NiO基薄膜的磁控濺射法制備及其光電器件的研究[D];吉林大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李俊俏;NiO薄膜制備及特性研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2733957