由于寬的禁帶和大的激活能,氧化鋅在氣敏傳感器中的應(yīng)用前景十分廣闊。近十多年來,研究者們制備出了不同尺寸和形貌的氧化鋅納米材料。在這些納米結(jié)構(gòu)中,由低維納米氧化鋅晶體組裝的三維氧化鋅納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了更好的氣敏性能。因此,本論文采用了環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和低能耗的水熱法制備出了不同維度的氧化鋅納米結(jié)構(gòu),通過改變工藝參數(shù)控制了氧化鋅納米形貌的合成,探究了工藝參數(shù)對(duì)納米氧化鋅形貌的影響,揭示了不同維度的氧化鋅納米材料的生長機(jī)理。此外,本論文還測(cè)試了不同形貌納米氧化鋅的氣敏性能,并分析了氧化鋅納米材料的氣敏機(jī)理。本論文的主要內(nèi)容包括以下幾部分:利用簡(jiǎn)單水熱法制備出了六種不同形貌的低維氧化鋅納米結(jié)構(gòu),包括六方納米棒、納米片、納米鉆、封閉納米管、納米顆粒和納米棒。通過工藝參數(shù)和表征結(jié)果分析,在檸檬酸根的負(fù)電性和反應(yīng)時(shí)間的延長的作用下,決定了納米鉆的形成。氟化鈉和HMT的加入引起了溶液的狀態(tài)變化,從而生長基元的成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,形成了具有封閉納米管形貌的氧化鋅樣品。在乙醇敏感氣體測(cè)試過程中,六方納米棒、納米片、納米鉆、封閉納米管、納米顆粒和納米棒氧化鋅氣敏元件的靈敏度依次為:4.8（100 ppm）、6.1（... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 納米材料
        1.2.1 納米材料的分類
        1.2.2 納米材料的特性
        1.2.3 納米技術(shù)的發(fā)展史
    1.3 納米氧化鋅
        1.3.1 氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 氧化鋅的基本性質(zhì)
        1.3.3 納米氧化鋅的制備方法
        1.3.4 納米氧化鋅的表征方法
    1.4 半導(dǎo)體氣體傳感器
        1.4.1 半導(dǎo)體氣敏傳感器的氣敏機(jī)理
        1.4.2 半導(dǎo)體氣敏傳感器的指標(biāo)
    1.5 本論文的研究目的及內(nèi)容
        1.5.1 本論文的研究目的
        1.5.2 本論文的主要研究內(nèi)容
2 材料的合成、表征及氣敏測(cè)試
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 樣品制備及表征
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.2 樣品表征
    2.3 氣敏性能測(cè)試
        2.3.1 氣敏元件的組裝
        2.3.2 氣敏性能測(cè)試
        2.3.3 氣敏原理
3 低維納米氧化鋅的制備及其氣敏性能
    3.1 引言
    3.2 添加檸檬酸三鈉制備低維ZnO納米材料及其氣敏性能
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.2 樣品表征與分析
        3.2.3 生長機(jī)理分析
        3.2.4 氣敏測(cè)試
    3.3 封閉ZnO納米管的制備及其氣敏性能
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.2 樣品表征與分析
        3.3.3 生長機(jī)理
        3.3.4 氣敏性能
    3.4 NaF輔助低維ZnO納米材料的合成及其氣敏性能
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.4.2 樣品表征與分析
        3.4.3 氣敏性能
    3.5 本章小結(jié)
4 雙添加劑輔助水熱法制備三維納米氧化鋅及氣敏性能
    4.1 引言
    4.2 餅狀納米氧化鋅的合成及其氣敏性能
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.2 樣品表征與分析
        4.2.3 生長機(jī)理分析
        4.2.4 氣敏性能
    4.3 介孔納米片組裝的氧化鋅納米花的制備及氣敏測(cè)試
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.2 結(jié)構(gòu)與形貌分析
        4.3.3 生長機(jī)理分析
        4.3.4 比表面積測(cè)試
        4.3.5 氣敏性能
    4.4 本章小結(jié)
5 向日葵狀氧化鋅納米花的制備及氣敏性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 樣品的表征與分析
    5.4 生長機(jī)理分析
    5.5 氣敏性能
    5.6 氣敏機(jī)理
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬化合物型半導(dǎo)體納米材料的制備及研究現(xiàn)狀[J]. 牛國棟,劉建雄,吳正宇,張金萍.  熱加工工藝. 2013(22)
[2]水熱法制備棒狀納米氧化鋅及其氣敏性能研究[J]. 由麗梅,霍麗華,程曉麗,趙輝,高山.  電子元件與材料. 2013(05)
[3]ZnO納米棒光陽極的制備及其天然染料敏化研究[J]. 張曉楠,王青,戴劍鋒,姜金龍,李維學(xué),魏學(xué)剛.  光電子.激光. 2012(09)
[4]Fe、N共摻雜TiO2納米管陣列的制備及可見光光催化活性[J]. 吳奇,蘇鈺豐,孫嵐,王夢(mèng)曄,王瑩瑩,林昌健.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]新型氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器的研究進(jìn)展[J]. 林毓韜,徐濤,程定峰,柳清菊.  材料導(dǎo)報(bào). 2011(23)
[6]靜電紡絲技術(shù)制備Gd3Ga5O12∶Eu3+多孔發(fā)光納米帶[J]. 劉瑩,王進(jìn)賢,董相廷,劉桂霞.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(07)
[7]Memory characteristics of an MOS capacitor structure with double-layer semiconductor and metal heterogeneous nanocrystals[J]. 倪鶴南,吳良才,宋志棠,惠春.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]金屬鎳基質(zhì)上直立六邊形NiO納米片的制備與光催化性能[J]. 張建英,楊合情,楊瑞麗,楊文玉,宋玉哲,焦華,李麗,馬軍虎,王明珍.  科學(xué)通報(bào). 2007(17)
[9]氣敏材料敏感機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 劉海峰,彭同江,孫紅娟,馬國華,段濤.  中國粉體技術(shù). 2007(04)
[10]溶劑熱制備氧化鋅納米線[J]. 向群,潘慶誼,徐甲強(qiáng),施利毅,許鵬程,劉榮利.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(02)

博士論文
[1]半導(dǎo)體金屬氧化物ZnO的水熱合成及氣敏性能研究[D]. 郭威威.重慶大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3201238