TiO2基復合材料制備及氣敏性能研究.pdf

1、金屬氧化物TiO2作為寬帶半導體功能材料，具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒且成本低等優(yōu)點。近幾年，已有關(guān)于采用TiO2作為基底的傳感元件檢測有毒、有害性氣體的研究報道，使得TiO2作為一種新型的氣敏材料成為新的研究熱點。本文對半導體金屬氧化物TiO2復合材料在室溫下的氣敏性能做了初步研究，采用靜電紡絲法制備了TiO2基摻金屬銦離子和鋁離子復合材料，通過X-射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、N2吸附-脫附等檢測技術(shù)對復合材料的組成結(jié)

2、構(gòu)、形貌及孔隙率進行了表征。隨后通過自組裝的氣敏檢測儀器對TiO2復合材料的氣敏性進行檢測。研究了復合材料對NO的氣敏性能。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)純TiO2材料為銳鈦礦相與金紅石相的混合相，摻雜后TiO2復合材料大部分為銳鈦礦相，摻雜金屬銦鹽纖維直徑約為500 nm，構(gòu)成纖維的晶粒直徑約為10 nm左右;摻雜金屬鋁鹽纖維直徑約為200 nm，構(gòu)成纖維的晶粒直徑為6～7 nm。
　　 (2)在摻雜金屬鹽的基礎(chǔ)上，適量

3、的添加表面活性劑，使TiO2復合材料的結(jié)構(gòu)變得疏松、表面產(chǎn)生介孔，粒子與粒子之間存在的介孔大大地提高了復合材料的比表面積和孔隙率，有效的提高了復合材料的氣敏性能。在摻雜各種金屬鹽的復合材料中，氯化鋁摻雜改性的TiO2復合材料的氣敏性能最好，對NO的最高靈敏度可達39.5％，響應時間為3s，最低檢測限達到9.7×10-9。
　　 (3)金屬鹽的摻雜可改變材料的表面性能，實驗中少量金屬鹽的摻雜，能夠有效地抑制TiO2由銳鈦礦晶相轉(zhuǎn)變