TiO-,2-納米管陣列的制備及其氣體敏感性能研究.pdf

1、隨著科技的進步，氣體傳感器朝著微型化、集成化、多功能化的方向發(fā)展。一維納米材料具有非常高的比表面積和特殊的化學(xué)活性，在氣體傳感器領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文在前人研究工作的基礎(chǔ)上制備了規(guī)則排列的一維TiO2納米管陣列，并對其丙酮氣體和氫氣的敏感特性進行了研究。 本實驗采用電化學(xué)陽極氧化法，以含F(xiàn)的溶液為電解液，在工業(yè)純鈦板的表面生長了一層規(guī)則排列的TiO2納米管陣列。研究了TiO2納米管陣列制備的工藝條件，實現(xiàn)了通過控制實驗工

2、藝參數(shù)來精確控制所得TiO2納米管陣列尺寸的目的。借助XRD和FESEM分別分析了實驗得到樣品的物相結(jié)構(gòu)和微觀形貌。發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的樣品為無定形結(jié)構(gòu)，經(jīng)500℃熱氧化處理后樣品中出現(xiàn)了金紅石和銳鈦礦相。陽極氧化電壓、反應(yīng)時間以及電解液種類是影響TiO2納米管陣列形貌的主要因素，電解液濃度和電極間距對TiO2納米管形貌的影響較小。通過改進實驗工藝條件，制備出了長度達到微米級的TiO2納米管陣列。闡明了陽極氧化法制備TiO2納米管陣列的機理。

3、 本論文研究了經(jīng)過熱氧化處理后樣品的氣敏特性，首次發(fā)現(xiàn)經(jīng)500℃于O2氣氛中處理的TiO2納米管陣列對丙酮氣體有很好的敏感特性。在1M HNO3+1MNaOH+0.5wt％HF混合電解液中20V電壓下氧化2h制備得到的樣品，在150℃開始對丙酮敏感，當測試溫度為350℃時，材料的響應(yīng)時間為23s，靈敏度達269。測量溫度、測試氣體濃度是影響TiO2納米管陣列對丙酮氣敏性能的主要因素。本實驗制備的TiO2納米管陣列對氫氣也有很好的