作為一種新型的二維晶體材料,石墨烯有著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性質(zhì),如超高的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性以及高表面吸附能力等。當(dāng)用于氣體分子檢測(cè)時(shí),石墨烯具有優(yōu)良的電學(xué)特性、更低的檢測(cè)極限和更高的靈敏度等優(yōu)點(diǎn),在氣敏傳感器方面有著廣闊的應(yīng)用前景。此外,將其他功能型氣敏材料與石墨烯復(fù)合可進(jìn)一步提高石墨烯基氣體傳感器的性能。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物,具有良好的半導(dǎo)體性能和豐富的含氧官能團(tuán)。與石墨烯相比,氧化石墨烯基傳感器的化學(xué)活性高,吸附位點(diǎn)豐富,更有利于氣體分子的吸附。本文將金屬氧化物納米材料與還原氧化石墨烯（rGO）復(fù)合,基于微叉指電極制備了電阻型復(fù)合膜傳感器,系統(tǒng)研究了傳感器的氣敏特性,建立了氣敏機(jī)理模型。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下:1.分別采用Hummers法和水熱反應(yīng)法制備出氧化石墨烯和氧化鋅/還原氧化石墨烯（ZnO/rGO）復(fù)合材料,利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射和拉曼光譜等對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。2.制備了基于電阻式ZnO/rGO復(fù)合膜傳感器件,研究了室溫下器件對(duì)乙醇的氣敏特性,并優(yōu)化了ZnO/rGO復(fù)合材料溶液的滴涂量。當(dāng)懸浮液濃度為5 g/L,滴加10μL溶液時(shí)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)單層石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖；(b)石墨烯為構(gòu)筑基元卷曲而成為富勒烯、碳納米管和堆疊而成為石墨的示意圖

圖 1-2 氧化石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)模型示意圖[31]1.2.2 氧化石墨烯的制備氧化石墨烯與石墨烯六邊形框架結(jié)構(gòu)相類似，但其表面和邊緣含有豐富含氧官能團(tuán)。一方面，作為具有石墨烯類似結(jié)構(gòu)的含氧衍生物，另一方面，它是氧化-還原法制備石墨烯的核心，在近年來(lái)

圖 1-3 Hummers 法制備氧化石墨烯反應(yīng)原理圖[32]首先，石墨（1）在初步氧化劑（H2SO4）的作用下被硫酸插入層間，生成石墨-硫酸一階插層物（2）。加入 KMnO 后，對(duì)石墨進(jìn)行從四周到中央的進(jìn)一步氧化（3），氧化完成后形成本征氧化石墨（Pristine graphene oxide, PGO）（4），之后 PGO[51]與水反應(yīng)，同時(shí)水進(jìn)入層間取代其中的酸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯基氣體傳感器[J]. 萬(wàn)樹,邵梓橋,張弘韜,楊遠(yuǎn)敏,邵志勇,萬(wàn)能,孫立濤.  科學(xué)通報(bào). 2017(27)
[2]納米ZnO氣敏傳感器研究進(jìn)展[J]. 宣天美,尹桂林,葛美英,林琳,何丹農(nóng).  材料導(dǎo)報(bào). 2015(01)
[3]CdS納米顆粒摻雜對(duì)ZnO氣敏性能的影響[J]. 徐進(jìn),湯會(huì)香.  廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
[4]電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器[J]. 張強(qiáng),管自生.  儀表技術(shù)與傳感器. 2006(07)
[5]納米氧化鋅的乳液合成、結(jié)構(gòu)表征與氣敏性能[J]. 徐甲強(qiáng),潘慶誼,孫雨安,李占才.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 1998(03)
[6]低功耗C2H5OH氣敏元件[J]. 陸凡,王小平,陳誦英,彭少逸.  傳感器技術(shù). 1997(04)
[7]摻雜對(duì)金屬半導(dǎo)體氧化物氣敏性能影響的研究[J]. 姜濤,吳一平,陳建國(guó),喬學(xué)亮.  材料導(dǎo)報(bào). 1996(02)

博士論文
[1]石墨烯氣凝膠的控制制備、改性及性能研究[D]. 胡涵.大連理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]氧化石墨烯的制備及對(duì)CH4和H2的敏感性能研究[D]. 侯若男.西南科技大學(xué) 2015
[2]新型三維敏感氣體傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析[D]. 楊英.西南交通大學(xué) 2009
[3]基于TiO2納米管的NO2氣敏傳感器研究[D]. 郝赟.大連理工大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3510620