石墨烯-SnO2復合材料對天然氣氣敏特性的研究.pdf

1、隨著“環(huán)?！薄ⅰ肮?jié)能”等理念越來越被人們所重視，天然氣進入了人們生活中并且成為了不可缺少的能源之一。但是由于天然氣的主要成分——甲烷具有易燃、易爆等特點，需要對其進行重點監(jiān)測。雖然至今為止人們已經(jīng)開發(fā)出多種甲烷傳感器，但是越早發(fā)現(xiàn)天然氣的泄露便越容易保護人們的生命財產(chǎn)安全。因此，研制出更快速、更靈敏、更精準的甲烷傳感器仍然具有很大的前景與意義。近年來，新型納米材料——石墨烯脫穎而出，其應用于半導體傳感器領(lǐng)域的優(yōu)勢使得甲烷傳感器的性能參數(shù)

2、有望達到新的高度。本論文將采用溶膠-凝膠的方法制備出石墨烯/SnO2氣敏材料，并以此材料制備出高靈敏性能的甲烷傳感器。
　　在閱讀整理大量國內(nèi)外文獻資料基礎(chǔ)上，本文選用溶膠-凝膠法，通過控制溶膠內(nèi)各化學組分、不同燒結(jié)溫度及石墨烯摻雜量和摻雜方法等條件制備出多組石墨烯/SnO2薄膜甲烷傳感器，以進行不同環(huán)境下的測試;與此同時，同樣以溶膠-凝膠法制備出傳統(tǒng)貴金屬摻雜的Pd/SnO2氣敏薄膜，并進行氣敏性能測試。最終，將兩種傳感器的氣敏

3、性能測試結(jié)果進行對比和理論分析。
　　本論文優(yōu)化了SnO2氣敏薄膜的制備方法，并對所制備的氣敏材料進行了XRD、SEM、AFM等手段的表征。通過對氣敏材料表征和氣敏性能測試發(fā)現(xiàn)，在燒結(jié)溫度為550℃時，石墨烯/SnO2氣敏材料的性能最好。通過測試不同石墨烯摻雜量和摻雜方法的氣敏薄膜發(fā)現(xiàn)，適量石墨烯摻雜并進行超聲分散的氣敏材料的性能較好。通過石墨烯/SnO2和Pd/SnO2兩種氣敏材料的性能測試驗證出本文所制備的石墨烯/SnO2氣敏