石墨烯摻雜納米氧化鋅和氧化錫的制備及氣敏性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體金屬氧化物在氣敏領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。由于單一金屬氧化物基氣敏材料存在著工作溫度高、選擇性低等缺點，因而限制了它們在檢測某些有毒物質(zhì)方面的應(yīng)用。目前，金屬氧化物氣體傳感器的報道主要集中于對COx、H2及NOx等氣體的檢測，而對易揮發(fā)性有機物，尤其是低溫下對低濃度的有機揮發(fā)性氣體的研究較少。因此，合成新型氣敏材料用于低溫下檢測低濃度易揮發(fā)性有毒有害物質(zhì)具有重要現(xiàn)實意義。
　　基于金屬氧化物氣敏材料現(xiàn)存的問題和研究背景，本論文合

2、成了不同形貌的納米氧化鋅及石墨烯摻雜納米氧化鋅和納米二氧化錫顆粒的復(fù)合材料，研究了材料的形貌、結(jié)構(gòu)及石墨烯的摻雜量對其氣敏性能的影響，得到系列可用于檢測有機揮發(fā)性物質(zhì)的有價值數(shù)據(jù)，主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)利用水熱法，制備出了形貌可控的納米氧化鋅，考察了其對多種揮發(fā)性有機物的氣敏特性。結(jié)果表明，形貌對氧化鋅的氣敏性有很大影響。具有長徑比的柱狀的氧化鋅在100℃下對三乙胺有很好的靈敏度和選擇性，而片層狀的氧化鋅對乙醛有很好的響

3、應(yīng)。
　　(2)一步水熱法制備了石墨烯摻雜柱形氧化鋅納米復(fù)合材料，考察了石墨烯的摻雜量對材料氣敏性能的影響。結(jié)果表明，石墨烯的摻雜量對復(fù)合材料的氣敏性產(chǎn)生了很大影響，氧化鋅/石墨烯復(fù)合材料對乙二醇等揮發(fā)性有機物的響應(yīng)和選擇性明顯優(yōu)于純氧化鋅，當(dāng)石墨烯的摻雜量為1.2wt.％時，復(fù)合材料對乙二醇的氣敏性達到最高，表明柱形氧化鋅經(jīng)過適量石墨烯修飾，可以有效地應(yīng)用于檢測低濃度揮發(fā)性的乙二醇。
　　(3)采用水熱法制備了石墨烯摻雜錐

4、尖形納米氧化鋅復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌及其氣敏性能。闡述了石墨烯摻雜量對氣敏性影響的機理。結(jié)果表明，相比純納米氧化鋅，這種石墨烯摻雜氧化鋅復(fù)合材料對乙醇胺的氣敏響應(yīng)大大增加，且當(dāng)石墨烯的摻雜量為0.25wt.％時，復(fù)合材料對乙醇胺表現(xiàn)出最佳的氣敏特性。
　　(4)水熱法制備了石墨烯摻雜二氧化錫納米復(fù)合材料，并對其氣敏性進行了研究。結(jié)果表明:石墨烯的引入可以提高二氧化錫材料的氣敏性，復(fù)合材料的氣敏性均優(yōu)于純二氧化錫，在1