納米Zn-Al-O類材料制備及其氣敏特性研究.pdf

1、在大氣環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，氣體傳感器的研究和制備成為研究的熱點(diǎn)，納米半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器是其中重要的一類，具有制備簡(jiǎn)單、體積小、低成本等優(yōu)點(diǎn)。但是單一金屬氧化物傳感器的靈敏度、選擇性仍具有一定的局限性;雖金屬摻雜會(huì)改善其氣敏性能，但大多數(shù)都是貴重金屬且成本高;發(fā)現(xiàn)復(fù)合氧化物氣體傳感器可以通過(guò)形成異質(zhì)結(jié)或者協(xié)同效應(yīng)來(lái)提高氣敏特性。因此，尋找一種形貌可控、高靈敏度、高選擇性、穩(wěn)定性良好的復(fù)合氣敏材料具有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　本文

2、采用低溫水浴法，在多孔陽(yáng)極氧化鋁(AAO，Anodic Aluminum Oxide)基底上制備出了均勻性較好的Zn-Al LDH/ZnO復(fù)合物(Zn-Al LDH，Zn-Al Layered DoubleHydroxide)前驅(qū)體，然后通過(guò)退火處理獲得了ZnAl2O4/ZnO復(fù)合氧化物，并研究了退火溫度對(duì)ZnAl2O4/ZnO氣敏性能的影響，本文的主要研究成果如下:
　　1.以高純鋁片為原料，利用二次陽(yáng)極氧化法在草酸溶液中，在氧

3、化時(shí)間為2h、氧化電壓為40V、除膜時(shí)間2h、擴(kuò)孔時(shí)間為1h條件下制備出有序性和一致性較好的AAO基底。
　　2.制備乙酸鋅和六次甲基四胺的水溶液，采用低溫水浴法在AAO基底上制備Zn-Al LDH/ZnO復(fù)合物薄膜，研究了溶液濃度、反應(yīng)物濃度比、反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和形貌的影響。結(jié)果表明，在60℃、5h、乙酸鋅濃度為0.005mol/L、乙酸鋅與六次甲基四胺濃度比為1∶10時(shí)制備出大面積連續(xù)性較好的納米片花球狀Zn-Al L

4、DH/ZnO復(fù)合物。
　　3.將制備的Zn-Al LDH/ZnO復(fù)合物作為前驅(qū)體，通過(guò)退火處理，研究了前驅(qū)體反應(yīng)物濃度比、退火溫度的影響，發(fā)現(xiàn)在600℃下、濃度比1∶10退火后制備出了結(jié)晶性能較好的ZnAl2O4/ZnO復(fù)合氧化物。
　　4.測(cè)試并分析了ZnAl2O4/ZnO復(fù)合氧化物對(duì)甲醇、乙醇、丙酮的氣敏特性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著退火溫度的升高復(fù)合氧化物對(duì)甲醇、乙醇、丙酮的靈敏度越高，這是因?yàn)?00℃退火比500，400℃退火