靜電紡SnO2-Al2O3納米復合纖維及其氣敏性研究.pdf

1、二氧化錫(SnO2)作為一種半導體金屬氧化物材料，是近年來使用最廣泛的一種氣敏材料。氣敏材料的納米化是目前氣敏材料領域研究的熱點，也是發(fā)展的主要趨勢。然而。SnO2納米纖維在實際的應用中，存在力學穩(wěn)定性差、靈敏度低和氣體選擇性差等問題，在一定程度上制約了SnO2基氣敏傳感器的使用。
　　 本文利用氧化鋁(Al2O3)良好的增強性能，采用靜電紡絲技術，分別制備出純SnO2納米纖維和SnO2/Al2O3納米復合纖維，對Al2O3摻雜

2、前后不同錫鹽紡絲液體系的熱穩(wěn)定性、可紡性進行研究，并對所制備的SnO2納米纖維和SnO2/Al2O3納米復合纖維的微觀形貌、元素組成、物相組成等進行了表征。此外研究了SnO2/Al2O3納米復合纖維的結晶性能，重點探討了煅燒溫度、升溫速率、保溫時間等煅燒工藝參數對晶粒尺寸、晶粒生長速率等因素的影響，獲得了不同煅燒工藝與晶粒生長規(guī)律之間的對應關系。
　　 研究結果表明：通過Al2O3的加入，明顯提高了SnO2納米纖維的可紡性以及力

3、學穩(wěn)定性，SnCl4/AlCl3/PVP體系是制備SnO2/Al2O3納米復合纖維較佳的紡絲液體系，制備的有機/無機雜化納米纖維在經900℃煅燒后可以得到直徑范圍在200～450 nm之間的SnO2/Al2O3納米纖維；SnO2的存在抑制了Al2O3的結晶，經高溫煅燒處理后，SnCl4完全轉變成具有四方紅金石型結構的SnO2，而AlCl3為無定形態(tài)的Al2O3；煅燒溫度、升溫速率對SnO2晶體的結晶性影響較大，隨著煅燒溫度的增加，晶粒生

4、長速率隨之呈指數形式增加，隨著升溫速率的增加，晶粒尺寸隨之降低；在慢速升溫條件下，保溫時間對晶粒尺寸變化的影響不大。
　　 本文對所制備的SnO2/Al2O3納米復合纖維的氣敏性能進行了測試，并對其氣敏機理進行了初步探討。結果表明：與純SnO2納米纖維相比，Al2O3的加入提高了SnO2/Al2O3納米復合纖維的氣體選擇性，實驗中所制備出的SnO2/Al2O3納米復合纖維對1000 ppm丁烷氣體的靈敏度達19.2，是純SnO2