基于MOS的氣敏材料的制備及特性研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)及工業(yè)化的快速發(fā)展，易燃易爆等有毒氣體在得到廣泛使用的同時(shí)，也帶來了嚴(yán)重的大氣污染，許多城市都出現(xiàn)霧霾天氣，嚴(yán)重危害了人們的健康。人們對(duì)氣體的檢測(cè)顯得格外重視，更是對(duì)傳感器的性能有了更精確的要求。因此，本文主要對(duì)碳納米管摻雜金屬氧化物的復(fù)合材料的氣敏特性進(jìn)行了研究，以提高材料的氣敏性能，這對(duì)治理當(dāng)前的環(huán)境污染問題具有重要的參考價(jià)值。
　　本文介紹了金屬氧化物和碳納米管的氣敏原理，以ZnO為金屬氧化物的代表，從制備工藝和

2、摻雜兩種方法研究對(duì)氣敏特性的改善，并圍繞CNT/MOS的氣敏特性展開重點(diǎn)研究，探索了幾種復(fù)合材料的氣敏機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）研究了RF磁控濺射ZnO薄膜的制備參數(shù)和氣敏性能。在不同的濺射參數(shù)下制備 ZnO薄膜，通過對(duì)襯底溫度、退火溫度和氧氬比對(duì)薄膜的結(jié)晶質(zhì)量、生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)及電阻率的影響，得出了制備ZnO薄膜的優(yōu)化參數(shù)。通過氣敏性測(cè)試，可知該薄膜在225℃下對(duì)1.0％甲烷和乙醇有70%以上的響應(yīng)，不僅適當(dāng)降低了材料的工作溫

3、度，還提高了靈敏度。
　?。?）研究了碳納米管摻雜對(duì)ZnO氣敏特性的影響。選用溶膠凝膠工藝制備ZnO粉末，并制成CNT/ZnO復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碳納米管的加入降低了材料的電阻，而且摻入量為1%的碳納米管，不僅將ZnO的工作溫度由300℃降低到250℃，還將對(duì)100 ppm乙醇的響應(yīng)提高了近6倍，并體現(xiàn)了很好的選擇性。
　?。?）研究了碳納米管摻雜 WO3、SnO2的氣敏特性。采用沉淀法制得 WO3粉末并與碳納米管合成了CN

4、T/WO3復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)表明碳納米管的摻雜降低了WO3的電阻，提高了靈敏度，并對(duì)氨氣和二氧化氮具有較好的選擇性。以氯化亞錫為原材料，利用溶膠凝膠工藝制備 SnO2粉末并合成了CNT/SnO2復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)表明碳納米管的摻雜改善了SnO2對(duì)H2S的靈敏度，并表現(xiàn)了良好的選擇性。此外，合成的CNT/WO3/SnO2復(fù)合材料比CNT/SnO2、CNT/WO3、SnO2/WO3對(duì)NO2的靈敏度都高，且對(duì)1ppm NO2的響應(yīng)達(dá)80%，明顯改善了