LaFeO3-SnO2納米復合材料的制備與氣敏性能研究.pdf

1、眾所周知，CO2是一種大氣污染氣體，大量的二氧化碳排放造成了溫室效應，使得全球氣候發(fā)生變化，自然災害頻發(fā)，因此，檢測和控制 C O2成為目前的當務之急。CO2是一種惰性氣體，與O2, H2, Cl2, CO或者NOx這些化學性質活潑、可利用簡單氣固氧化還原反應、實現(xiàn)探測的氣體相比，基于簡單金屬氧化物開發(fā)一款可實現(xiàn)CO2檢測、性能優(yōu)異的傳感器是一項十分困難的工作。
　　P型鈣鈦礦結構的LaFeO3，由于其特殊的分層結構及優(yōu)異的催化性

2、能而受到廣泛的關注。LaFeO3屬于窄禁帶氧化物半導體且其導電模式為混合導電，在高溫下表現(xiàn)出高催化性能和穩(wěn)定性。SnO2是目前最重要的n型本征半導體之一，其能帶恰好能與LaFeO3的能帶相匹配形成p-n結。同時,SnO2獨特的微結構有利于其與LaFeO3復合，制備基于多孔厚膜的氣敏傳感器?；贚aFeO3/SnO2復合材料的傳感器對CO2的檢測表現(xiàn)出高靈敏度，快響應和較低的工作溫度的特點。通常 p型納米復合材料與氧化性氣體作用時導電性會

3、增加（p型導電特征）。然而在溫度低于300oC時，我們觀察到了一個反常的現(xiàn)象：納米復合材料SnO2/50％LaFeO3及80%SnO2/20%LaFeO3與 NO2作用時，表現(xiàn)為導電性減小（n型導電特征）的現(xiàn)象。我們稱這種導電特征隨溫度變化而發(fā)生改變的現(xiàn)象為雙電導行為。
　　為探究 LaFeO3/SnO2納米復合材料的氣敏特性以及揭示其內(nèi)在的氣敏機理，我們做了系統(tǒng)的研究。我們利用溶膠凝膠法和模板法分別制備了 LaFeO3和 SnO

4、2純材料。利用上述材料制備了四種比例的復合氧化物，SnO2的摩爾比分別為：0、20%、50%、80%，并利用這四種復合氧化物對CO2進行了氣敏測試，實驗結果表明由于復合在LaFeO3與SnO2間形成的p-n結對氣敏性能的提升起著至關重要的作用。
　　另外，我們觀察到高濃度SnO2的復合材料仍然呈現(xiàn)出p型導電特征，為探究p型向 n型轉變的成分點，增加了四個 SnO2濃度，分別為：85%、90%、95%。并利用以上材料對 NO2進行了