多孔SnO2、ZnO納米材料及Ppy-F-MWCNTs復(fù)合納米材料的制備及其氣敏性能研究.pdf

1、納米材料及納米技術(shù)的發(fā)展為改善傳感器的性能提供了新的發(fā)展機(jī)會。近年來,具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)納米材料與碳納米管(CNTs)基納米復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能而倍受關(guān)注。因此制備多孔結(jié)構(gòu)MOS納米材料及CNTs基納米復(fù)合材料對改善氣敏傳感器的性能具有很重要的意義。
　　 (1)通過原位化學(xué)氧化聚合法成功制備了聚吡咯(PPy)包裹酸處理多壁碳米管(F-MWCNTs)的復(fù)合材料(PPy/F-MWCNTs)。對所制備的PPy

2、/F-MWCNTs納米復(fù)合材料,分別采用傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)、紫外可見漫反射(UV-vis DRS)、熱重分析(TGA)、X-射線衍射(XRD)、比表面分析(BET),、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和透射電鏡(TEM)進(jìn)行表征。實驗結(jié)果表明在F-MWCNTs表面均勻包覆了一層約25-40 nm厚的PPy,PPy/F-MWCNTs的比表面積較單一的PPy提高了近3倍?；赑Py/F-MWCNTs的氣敏元件在室溫下對NH3

3、的氣敏性能較單一聚吡咯和碳納米管具有更高的靈敏度,更短的響應(yīng)時間以及更好的穩(wěn)定性,其中對200 ppm NH3的靈敏度能達(dá)到1.9,響應(yīng)時間為135s.另外與Ppy包覆未經(jīng)酸處理的MWCNTs相比。Ppy/F-MWCNTs的靈敏度更高。
　　 (2)通過高溫處理層狀堿式碳酸鋅前軀體的方法成功制備了多孔ZnO單晶納米片。前軀體堿式碳酸鋅(LBZC)采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為表面活性劑,尿素水溶液水熱的條件下制備。所得多孔ZnO

4、單晶納米片分別采用X-射線衍射(XRD),傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析(FT-IR),熱重-示差分析(TGA-DSC),場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM),透射電鏡(TEM),選區(qū)電子衍射(SAED),比表面分析(BET)等進(jìn)行表征。實驗結(jié)果表明所制備的多孔ZnO單晶納米片直徑大約幾百個納米,厚度約為15 nm?；谠摱嗫譠nO單晶納米片的氣敏傳感器在300℃下對乙醇具有很好的靈敏度,比較高的選擇性以及快速的響應(yīng)-恢復(fù)性能,是一種很好的氣敏材料。

5、而且,這種溶液法也可以用來制備其他具有均一形貌的金屬氧化物多孔材料。
　　 (3)采用一種簡單的溶劑熱.高溫處理的方法成功制備了由大量15.9 nm左右的單晶SnO2微納米球組裝而成的分級結(jié)構(gòu)多孔SnO2納米棒。采用X-射線衍射(XRD),傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析(FT-IR),熱重-差熱分析(TGA-DTA),場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM),透射電鏡(TEM),選區(qū)電子衍射(SAED),比表面分析(BET)等測試手段對樣品的形貌