二氧化錫基納米材料的制備及氣敏性能研究.pdf

1、當今環(huán)境問題中，大氣污染問題尤為嚴重，因此，對大氣污染物進行有效的檢測和監(jiān)控是十分必要的。以二氧化錫為基底的半導體金屬氧化物氣體傳感材料是氣體傳感領域最具有研究價值的材料之一，SnO2本身具有較好的導電性、穩(wěn)定的化學性質(zhì)，在其基礎上進行摻雜或復合，可以有效的提高材料的電子傳輸效率，和材料的氣體傳感性能。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用直接高壓靜電紡絲法結(jié)合高溫煅燒過程，制備形貌均勻的一維堿土金屬復合的二氧化錫納米棒(Ae/S

2、nO2)。TEM研究表明，添加堿土金屬元素后，SnO2納米粒子尺寸明顯降低，由20 nm減小到5-7 nm。MS測試結(jié)果表明，Sr/SnO2納米材料的載流子密度明顯增大，提高了材料的導電性。本實驗所合成的Sr/SnO2納米復合材料在室溫條件下對NH3具有較好的氣敏特性，檢測限可達10 ppm，響應時間為16s。
　　(2)通過高壓靜電紡絲法結(jié)合高溫煅燒處理，制備一維的三氧化二銦復合二氧化錫異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米棒(ICTOs)。研究發(fā)現(xiàn)，I

3、n2O3可以提高SnO2的缺陷氧含量和載流子密度。其中，3ICTO(Sn∶ In原子比為25∶0.3)納米棒在室溫條件下對NOx展現(xiàn)出最好的氣敏特性。對100 ppm NOx的響應靈敏度可達8.98，響應時間4.67s，最低檢測限可達0.1 ppm。
　　(3)采用同軸靜電紡絲法制備出四氧化三鈷復合二氧化錫納米管(CCTOs)。N-型SnO2與p-型Co3O4之間形成p-n結(jié)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種異質(zhì)結(jié)區(qū)域相當于電子傳輸通道，加快了電子在