SnO2纳米管的制备及其气敏性能研究毕业论文
2021-06-07 23:39:38
摘 要
Abstract II
1绪论 1
1.1 气体传感器 1
1.1.1气体传感器的应用 1
1.1.2 气体传感器的原理 1
1.1.3 气体传感器的特性 2
1.1.4 气体传感器的研究现状及发展 2
1.2 MOS材料的研究 2
1.2.1 半导体气体传感器的种类 2
1.2.2 金属氧化物半导体气敏传感器的工作原理 3
1.2.3 金属氧化物半导体材料气体传感器的研究现状 4
1.3 SnO2纳米材料的研究进展 4
1.3.1 SnO2晶体结构特点 4
1.3.2 纳米SnO2的制备方法 5
1.3.3 SnO2纳米材料的发展趋势 6
1.4 本文研究主要目的、意义及主要内容 6
1.4.1 研究目的、意义 6
1.4.2 主要内容 7
2 实验过程 8
2.1 实验原料 8
2.2 实验仪器 8
2.3 实验步骤 8
2.3.1 MnO2纳米棒的合成 9
2.3.2 SnO2纳米管的合成 9
2.4 材料的表征 10
2.4.1 透射电子显微镜 10
2.4.2 扫描电子显微镜 10
2.5 传感器的制备 11
2.5.1 丝网印刷法介绍 11
2.5.2 丝网印刷制备传感器步骤 11
2.6 传感器性能测量 12
2.6.1 测量装置 12
2.6.2 测量过程 13
3 实验结果与讨论 15
3.1 MnO2纳米棒TEM分析结果 15
3.2 SnO2纳米管TEM分析结果 15
3.3 SnO2纳米管的合成机理 16
3.4 SnO2气敏性能 17
3.4.1 SnO2纳米管SEM分析结果 17
3.4.2 空气电阻机理 18
3.4.3 气敏性能 18
4 全文总结 22
参考文献 23
致谢 25
摘 要
本论文以SnO2纳米管的制备为主线,采取反应模板法制备出纳米管状SnO2材料,利用实验室响应检测装置研究所制备的SnO2纳米材料的响应机理,以开发出高灵敏度的气敏材料。论文主要讨论了SnO2纳米管的合成与其响应机理,因为纳米管状SnO2的多孔构造和相对高的比表面积使得SnO2纳米管传感器灵敏性能显著提高,包括快速响应恢复,灵敏度高,重复性好,表明SnO2纳米管材料的应用前景广阔。
本文采用纳米棒状二氧化锰(MnO2)为反应模板来制备多孔的纳米管状SnO2。纳米管的形成是以一系列氧化与还原反应为基础,这不需要二氧化锰模板的后续处理。通过对试样进行扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)的分析,得出了样品的形态和结构的系统的特征。一种气体传感器装置用所制备的SnO2纳米管进行构造,并对其检测乙醇的能力和一些其它化合物进行了测试。通过实验室气敏检测平台研究所合成的SnO2纳米管及其市售SnO2的气敏功能,对两种情况进行了比较,所得结果对于开发出高敏感性的气敏材料具有重要的指导意义。
研究结果表明,SnO2纳米管可适当提高材料的气敏性能,且不同气体的响应亦有区别。
关键词:SnO2;纳米管;气体传感器;气敏性能
Abstract
In this paper, the preparation of SnO2 nanotubes as the main line, the use of gas-sensitive reaction Performance Institute Template Synthesis of SnO2 nano-materials, the use of home-made gas-sensitive test platform prepared SnO2 nanomaterials to develop highly sensitive gas-sensitive materials . Thesis, the preparation and properties of SnO2 gas sensing nanotubes, due to the porous structure of SnO2 nanotubes and a relatively large specific surface area SnO2 nanotube sensor significantly improve sensor performance, including rapid response and recovery, high sensitivity, good reproducibility, show prospects SnO2 nanotubes broad.
In this paper, manganese dioxide (MnO2) nanorods reaction templates to create a porous SnO2 nanotubes. The formation of nanotubes is based on the redox reaction mechanism, which does not require further processing manganese dioxide template. The samples were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), analytical transmission electron microscopy (TEM), obtained characteristic morphology and structure of the sample system. A gas sensor device with a tube structure of SnO2 prepared, and tested for its ability to detect ethanol and other compounds. SnO2 nanotubes and Gas Sensing Properties of SnO2 commercial use homemade Institute of Gas Sensing test platform prepared for the two cases were compared to the results for the development of highly sensitive gas-sensitive materials it has important guiding significance.
The results show that, SnO2 nanotubes may be appropriate to improve the performance of gas-sensitive material, and also the difference in response to different gases.
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