层状二氧化锡基纳米材料的合成及其对VOCs气敏性能的研究

发布时间：2025-05-12 21:18

　　近年来,工业迅速发展所带来的大气污染日益严重,大气污染已经成为严重危害人类健康的“隐形杀手”。气体传感器在对有毒有害气体的检测、监控和报警方面表现出巨大的应用前景。然而,如何提高气敏响应值和气体选择性以及降低传感过程的能耗成为了是研究人员面临的亟待解决的难题。选择现有的高效气敏材料并对其进行改性,提高其气敏性能,成为了人们的研究重点。本论文主要选取Sn O₂作为研究对象,利用水热法合称制备了多种形貌的层状Sn O₂基纳米材料,并将其应用于VOCs气体检测。通过对所制备材料的结构,暴露晶面,表面化学状态,电化学性质和能带结构的系统研究,深入探讨了这一材料气敏性能增强的机理。本论文的主要工作如下:1.使用乙二胺四乙酸作为反应模板合成了Sn O₂纳米管;使用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂,合成了由纳米颗粒堆积而成的球状Sn O₂纳米材料;使用柠檬酸钠作为表面活性剂,通过调控反应时间,成功合成了橄榄状Sn O₂纳米材料和由纳米片组装而成的花状Sn O₂纳米材料。并分别...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 纳米材料的概述
        1.2.1 纳米材料的性质
    1.3 气敏传感器的概述
        1.3.1 金属氧化物半导体气敏传感器的概述与研究进展
        1.3.2 SnO₂气敏传感器的概述与研究进展
    1.4 本论文的立题依据和工作内容
第二章 层状SnO₂纳米材料的合成及其对甲醛气敏性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 药品
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 气敏元件的制作以气敏性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料形貌分析
        2.3.2 材料化学组成分析
        2.3.3 四种材料对于甲醛的气敏性能分析
    2.4 结论
第三章 Zn掺杂对层状SnO₂纳米材料的晶面调控及其气敏性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 药品
        3.2.2 材料制备
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 电化学表征
        3.2.5 吸附氧物种测试
        3.2.6 密度泛函理论计算
        3.2.7 气敏元件的制作以气敏性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料化学组成分析
        3.3.2 材料形貌与暴露晶面分析
        3.3.3 层状Zn-SnO₂纳米材料生长机理的探讨
        3.3.4 材料表面物理化学性质分析
        3.3.5 材料气敏性能分析
        3.3.6 材料气敏机理研究
    3.4 结论
第四章 Zn掺杂的层状SnO₂纳米材料的气敏机理研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 药品
        4.2.2 材料制备
        4.2.3 气敏元件的制作以气敏性能测试
        4.2.4 密度泛函理论计算
        4.2.5 三乙胺气敏反应过程研究
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 气敏选择性研究
        4.3.2 三乙胺的气敏反应过程
    4.4 结论
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间已发表及待发表论文
致谢



本文编号：4045236