二氧化錫基納米材料的制備及氣敏性能研究.pdf

1、當(dāng)今環(huán)境問題中，大氣污染問題尤為嚴(yán)重，因此，對大氣污染物進(jìn)行有效的檢測和監(jiān)控是十分必要的。以二氧化錫為基底的半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感材料是氣體傳感領(lǐng)域最具有研究價值的材料之一，SnO2本身具有較好的導(dǎo)電性、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行摻雜或復(fù)合，可以有效的提高材料的電子傳輸效率，和材料的氣體傳感性能。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用直接高壓靜電紡絲法結(jié)合高溫煅燒過程，制備形貌均勻的一維堿土金屬復(fù)合的二氧化錫納米棒(Ae/S

2、nO2)。TEM研究表明，添加堿土金屬元素后，SnO2納米粒子尺寸明顯降低，由20 nm減小到5-7 nm。MS測試結(jié)果表明，Sr/SnO2納米材料的載流子密度明顯增大，提高了材料的導(dǎo)電性。本實(shí)驗所合成的Sr/SnO2納米復(fù)合材料在室溫條件下對NH3具有較好的氣敏特性，檢測限可達(dá)10 ppm，響應(yīng)時間為16s。
　　(2)通過高壓靜電紡絲法結(jié)合高溫煅燒處理，制備一維的三氧化二銦復(fù)合二氧化錫異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米棒(ICTOs)。研究發(fā)現(xiàn)，I

3、n2O3可以提高SnO2的缺陷氧含量和載流子密度。其中，3ICTO(Sn∶ In原子比為25∶0.3)納米棒在室溫條件下對NOx展現(xiàn)出最好的氣敏特性。對100 ppm NOx的響應(yīng)靈敏度可達(dá)8.98，響應(yīng)時間4.67s，最低檢測限可達(dá)0.1 ppm。
　　(3)采用同軸靜電紡絲法制備出四氧化三鈷復(fù)合二氧化錫納米管(CCTOs)。N-型SnO2與p-型Co3O4之間形成p-n結(jié)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種異質(zhì)結(jié)區(qū)域相當(dāng)于電子傳輸通道，加快了電子在