氟化石墨烯-氧化鋅復(fù)合材料的制備及其氣敏性研究.pdf

1、論文以氟化石墨為原料，通過改進(jìn)的Hummers法制備氟化石墨烯；利用超聲加水熱反應(yīng)法制備花狀形貌ZnO，并進(jìn)一步采用水熱法制備氟化石墨烯/ZnO復(fù)合材料。采用X射線衍射光譜（XRD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、拉曼光譜（Raman）、傅里葉紅外光譜（FTIR）、紫外-可見吸收（UV-vis）、比表面積（BET）、熱失重（TGA-DSC）等表征手段，對氟化石墨烯、氧化鋅、氟化石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、官能團、微觀形貌和熱

2、穩(wěn)定性等進(jìn)行了研究。并以氨氣、乙醇、甲醛和甲烷四種氣體為例進(jìn)行了氣敏試驗研究。
　　結(jié)果表明：通過改進(jìn)的Hummers法制備的氟化石墨烯中存在含氧官能團，含氧官能團主要以C=O、S-O、環(huán)氧基的形式存在；氟化石墨烯在200℃之前較為穩(wěn)定,200℃之后會出現(xiàn)C-F的損失；氟化石墨烯中F元素含量為18.42％。氟化石墨烯有氣體敏感性，在測試的幾種氣體中，氟化石墨烯對氨氣靈敏度最高，響應(yīng)時間比乙醇的響應(yīng)時間要長27s。根據(jù)氟化石墨烯氣敏

3、特性最佳工作溫度測定可知，氟化石墨烯的最佳工作溫度在150℃，比金屬氧化物氣敏材料操作溫度低，將降低氣體檢測能耗。
　　以乙酸鋅和尿素為反應(yīng)物，通過超聲加水熱的方法制備花狀氧化鋅。當(dāng) Zn2+離子濃度為1.0mol/L、OH-離子濃度為0.75mol/L，超聲時間為20min，水熱條件為180℃反應(yīng)10h時獲得的花狀氧化鋅形貌最佳。由花狀氧化鋅的氣敏性測試可知，該形貌的氧化鋅對乙醇、氨氣、甲烷、甲醛均有較好的響應(yīng)值，其中對氨氣的靈

4、敏度最高（59.23%），并且響應(yīng)時間也最短（37s）。對不同濃度的氨氣測試結(jié)果可知，該種形態(tài)的氧化鋅對不同濃度的氨氣響應(yīng)值不同，能較好的反應(yīng)氨氣濃度的變化趨勢。
　　采用水熱法制備出氟化石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料，通過SEM、XRD、TG可知，氟化石墨烯與氧化鋅較好地復(fù)合，其形貌為花狀結(jié)構(gòu)，氟化石墨烯附著在氧化鋅花瓣上；在晶體結(jié)構(gòu)中氟化石墨烯與氧化鋅的特征峰均存在。由氣敏測試可知，復(fù)合物的氣敏性比氟化石墨烯的靈敏度高；其最佳工作溫度