氧化銅復(fù)合材料的設(shè)計(jì)合成及NOx氣敏性研究.pdf

1、在各種各樣的空氣污染物中，NOx是一種有毒氣體，大于1 ppm的NOx可以危害人體的呼吸系統(tǒng)以及肺組織。因此，在室溫下制備高靈敏度以及具有快速響應(yīng)時(shí)間的NOx的穩(wěn)定傳感器變得尤為重要。氧化銅和氧化鋅是優(yōu)秀的半導(dǎo)體材料，它們廣泛地應(yīng)用在氣敏傳感器領(lǐng)域。所以，本文通過一步簡單的回流法可控合成了CuO材料以及CuO/ZnO復(fù)合材料，在室溫的條件下對其進(jìn)行NOx氣敏測試，同時(shí)初步對氣敏機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　首先，以硝酸銅(Cu(NO3)2

2、·3H2O)為基底，PEO-PPO-PEO block copolymer(P123)為表面活性劑，氨水(NH3H2O)作為沉淀劑的條件下，通過改變Cu(NO3)2·3H2O的濃度、回流時(shí)間以及回流溫度，合成了由納米片自組裝的多級結(jié)構(gòu)的CuO微球，并對其在室溫下進(jìn)行氣敏測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:CuO對97 ppm的NOx氣體的靈敏度可達(dá)到64.36％，響應(yīng)時(shí)間為8.67 s，檢測限最低達(dá)到0.97ppm。增強(qiáng)的氣敏性能是由于多級結(jié)構(gòu)為目標(biāo)氣

3、體提供更大的接觸面積。
　　其次，在制備純CuO的回流條件下，加入Zn(NO3)2，合成出CuO/ZnO復(fù)合材料(CZ)，并在室溫下進(jìn)行NOx氣敏性能的測試。實(shí)驗(yàn)中Zn(NO3)2·6H2O與Cu(NO3)2·3H2O質(zhì)量為30％的時(shí)候合成的CZ-30的復(fù)合材料有最佳的性能。測試結(jié)果表明，CZ-30對97 ppm NOx靈敏度為91.22％，響應(yīng)時(shí)間僅為4.0 s，檢測限可達(dá)0.97 ppm。合成的CuO/ZnO復(fù)合材料表現(xiàn)出p型