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、半導體金屬氧化物在氣敏領域有重要的應用價值。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方面的應用。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)性有毒有害物質具有重要現實意義。
　　基于金屬氧化物氣敏材料現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合材料，研究了材料的形貌、結構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)性物質的有價值數據，主要內容和結論如下:
　　(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。
　　(2)一步水熱法制備了石墨烯摻雜柱形氧化鋅納米復合材料，考察了石墨烯的摻雜量對材料氣敏性能的影響。結果表明，石墨烯的摻雜量對復合材料的氣敏性產生了很大影響，氧化鋅/石墨烯復合材料對乙二醇等揮發(fā)性有機物的響應和選擇性明顯優(yōu)于純氧化鋅，當石墨烯的摻雜量為1.2wt.％時，復合材料對乙二醇的氣敏性達到最高，表明柱形氧化鋅經過適量石墨烯修飾，可以有效地應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、尖形納米氧化鋅復合材料，研究了復合材料的結構、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。結果表明，相比純納米氧化鋅，這種石墨烯摻雜氧化鋅復合材料對乙醇胺的氣敏響應大大增加，且當石墨烯的摻雜量為0.25wt.％時，復合材料對乙醇胺表現出最佳的氣敏特性。
　　(4)水熱法制備了石墨烯摻雜二氧化錫納米復合材料，并對其氣敏性進行了研究。結果表明:石墨烯的引入可以提高二氧化錫材料的氣敏性，復合材料的氣敏性均優(yōu)于純二氧化錫，在1