氧化鋅及鐵酸鋅納米材料的靜電紡絲制備方法及其氣敏性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣污染與日俱增，對(duì)人類的生存環(huán)境造成不可忽視的影響。最近幾年，北京的霧霾尤為嚴(yán)重，消除污染是解決問題的關(guān)鍵，然而如何迅速準(zhǔn)確地檢測(cè)這些有毒、有害污染的氣體也尤為重要，因此設(shè)計(jì)工作溫度低選擇性好響應(yīng)快的氣敏傳感器刻不容緩。然而，傳統(tǒng)半導(dǎo)體氣敏傳感器工作溫度高，選擇性和響應(yīng)恢復(fù)性不好及制備復(fù)雜，難以滿足人們對(duì)被測(cè)氣體精度的高要求。本文探索了靜電紡絲制備 ZnO材料的可能性，檢驗(yàn)了其在氣敏領(lǐng)域中的應(yīng)用，而且該方法成本低廉，并

2、進(jìn)一步制備了ZnO/ZnFe2O4復(fù)合納米材料，主要工作內(nèi)容如下：
　　1.ZnO納米材料的制備
　　通過靜電紡絲成功制備 ZnO納米材料。經(jīng)過掃描電子顯微鏡，可以看到靜電紡絲得到的產(chǎn)物平均直徑約為200nm。通過X射線衍射圖譜確定其晶格結(jié)構(gòu)為氧化鋅。證明此方法制備ZnO的可行性。
　　2. ZnO/ZnFe2O4納米復(fù)合材料的制備
　　用Zn(CH3COO)2·2H2O、Fe(NO3)3·9H2O和PVA配制靜

3、電紡絲前驅(qū)物，在高壓18KV條件下紡絲，本實(shí)驗(yàn)中紡絲直徑達(dá)500nm，紡絲后的物質(zhì)經(jīng)過退火過程（300℃3小時(shí)、500℃3小時(shí)、700℃5小時(shí)）便成功制得ZnO/ZnFe2O4納米材料。
　　3. ZnO納米材料及ZnO/ZnFe2O4納米材料的氣敏特性
　　首先利用 ZnO材料做成旁熱式氣敏元件，并利用元件對(duì)乙醇、丙酮和硫化氫氣體進(jìn)行測(cè)試，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，ZnO對(duì)乙醇?xì)怏w最佳工作溫度為250℃，并在相同濃度下測(cè)試了丙酮和

4、硫化氫氣體，得到在2.5V低溫條件下，ZnO對(duì)硫化氫的響應(yīng)最大。綜上所述，ZnO是一種非常好的氣敏材料。
　　其次對(duì)ZnO/ZnFe2O4納米復(fù)合材料進(jìn)行了氣敏測(cè)試分別測(cè)試了乙醇、丙酮和硫化氫氣體，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于乙醇和丙酮?dú)怏w，ZnO/ZnFe2O4氣敏材料對(duì)H2S氣體有更好的響應(yīng)。相比ZnO材料而言，對(duì)乙醇和丙酮的氣敏特性也有所提升。另外測(cè)試了該材料的長期穩(wěn)定性，曲線上下浮動(dòng)較小，證明了ZnO/ZnFe2O4復(fù)