本文選題：納米材料　切入點：MoO_3　出處：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著工業進程發展以及社會進步,有害氣體正對人們造成越來越大的影響。作為最有害的污染氣體之一,二甲苯被廣泛用于各個行業。即使吸入微量的二甲苯氣體,亦會對身體造成巨大傷害。無意口服二甲苯會導致急性肺炎以及癌癥等致命的疾病。如何檢測以及阻止有害氣體的排放成為當務之急。氣體傳感器是將有害氣體的通過的信號轉換為電信號,并直觀的顯示在儀器上的一種器件,分為很多類。相對于一些其他結構的氣體傳感器,半導體式氣體傳感器由于更佳的便攜性,更快速的響應恢復時間等優點而深受人們的關注。而該類氣體傳感器的性能,很大程度上取決于制備出的材料是否具有良好的氣敏性能。納米材料在傳感器中具有廣闊的應用。傳統意義上,納米材料分為一維納米材料,二維納米材料以及零維納米材料。最近又將三維納米材料納入其中。納米材料有一些其獨有的效應,例如量子隧道效應,體積效應等。如何將納米材料的優點利用在氣體傳感器方面成為熱點。目前,納米材料的制備有許多中方法,其中設備要求簡單,消耗資源少,制備出的樣品產率高,完整性好等優點使得水熱法成為目前制備納米材料最受認可的方法之一。本文通過對半導體材料ɑ-MoO_3進行制備,并對其進行了加工修飾,從而改善氣體敏感性能。本論文研究內容如下:(1)通過水熱法探索形貌為納米帶的半導體材料ɑ-MoO_3的最佳制備條件,并制備成二甲苯氣體傳感器,對其進行氣體敏感性能研究,以ɑ-MoO_3納米帶材料為基底的氣體傳感器表現出響應度高,響應時間快,工作溫度低等優點。(2)利用水熱法對ɑ-MoO_3納米帶進行加工修飾,成功將刺狀ɑ-Fe2O3均勻包覆在ɑ-MoO_3納米帶上形成異質結。接下來探索以ɑ-Fe2O3/ɑ-MoO_3異質結為基底的氣體傳感器性能,在響應度上,對于100 ppm二甲苯氣體響應從2.9提高到了6.9,選擇性也有了比較大的提高。(3)研制了基于Zr元素摻雜的ɑ-MoO_3納米帶氣體傳感器,并進行一系列表征分析。然后探索了以Zr摻雜的ɑ-MoO_3納米帶為基底的氣體傳感器性能,其中對100ppm二甲苯響應從2.9提高到了7.9。(4)分別從異質結和金屬元素摻雜的角度對以上材料為基底的氣體傳感器可以提高響應的原因進行機理上的解釋,以及復合結構在傳感器應用上的優勢。本文中采用了XRD,SEM,TEM,EDX等手段對材料進行表征。
[Abstract]:With the development of industry and social progress, harmful gases are affecting people more and more.As one of the most harmful polluting gases, xylene is widely used in various industries.Even inhaling a trace amount of xylene can cause great damage to the body.Unintentional oral use of xylene can lead to fatal diseases such as acute pneumonia and cancer.How to detect and prevent the emission of harmful gases has become a top priority.Gas sensor is a kind of device which converts the signal of harmful gas into electric signal and can be displayed directly on the instrument. It can be divided into many kinds.Compared with some other gas sensors, semiconductor gas sensors have attracted much attention due to their advantages of better portability and faster response recovery time.The performance of this kind of gas sensor depends to a great extent on whether the prepared material has good gas sensitivity.Nanomaterials are widely used in sensors.Traditionally, nanomaterials are divided into one-dimensional nanomaterials, two-dimensional nanomaterials and zero-dimensional nanomaterials.Recently, three-dimensional nanomaterials have been included.Nanomaterials have some unique effects, such as quantum tunneling effect, volume effect and so on.How to utilize the advantages of nanomaterials in gas sensors has become a hot topic.At present, there are many methods in the preparation of nanomaterials, such as simple equipment, low consumption of resources, high yield of prepared samples, good integrity and so on, which makes hydrothermal method become one of the most recognized methods for the preparation of nanomaterials.In this paper, we have prepared and modified the semiconductor material-Moo _ 3 to improve its gas sensitivity.The main contents of this thesis are as follows: (1) by hydrothermal method, the optimum preparation conditions of semiconductor material, such as nanobelts, were investigated, and the gas sensitive properties of the gas sensor were studied by using xylene gas sensor.The gas sensor based on the Snap-MoO3 nanostrip material has the advantages of high responsivity, fast response time and low working temperature.The spiny-Fe _ 2O _ 3 was successfully coated on the nanocrystalline band of Moo _ 3 to form a heterojunction.Then, the performance of gas sensor based on the heterojunction of Ca-Fe _ 2O _ 3 / Mo _ MoO _ 3 was explored, and the responsivity of the gas sensor was investigated.The gas response of 100 ppm xylene was improved from 2.9 to 6.9, and the selectivity was greatly improved.Then the performance of the gas sensor based on Zr-doped n-Moo _ 3 nanobelts was investigated.And the advantages of composite structure in sensor application.In this paper, the materials were characterized by means of XRDX, SEM, TM, edX and so on.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TP212

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本文編號：1686014