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《sno2納米纖維制備及氣敏特性的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要Sn02是一種寬帶隙(3．6eV)的N型半導(dǎo)體，具有優(yōu)異的光電特性、催化和氣敏特性，因而在透明導(dǎo)電薄膜、傳感器、鋰電池、太陽能電池、催化劑以及光學(xué)技術(shù)等方面具有廣泛的用途，尤其是在氣敏傳感器領(lǐng)域，由于其具有壽命長、成本低等特點，目前商品化氣敏元件大部分由Sn02制成。然而Sn02作為氣敏材料在靈敏度和選擇性方面并不理想，材料的納米化和摻雜化是提高氣敏特性的兩種有效手段。本文采用靜電紡絲法制備了Sn02納米纖維，并對其進(jìn)行了不同金屬元素的摻雜，并采用SEM、XRD、Raman光譜儀、熒光光譜儀、氣敏測
2、試系統(tǒng)等手段對材料進(jìn)行表征。通過研究獲得了如下結(jié)果：1．靜電紡絲過程受到PVA濃度、電壓、煅燒等因素的影響，本文系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)對納米纖維的影響，研究結(jié)果表明：PVA濃度越低纖維直徑越小，在PVA濃度較低時納米纖維直徑出現(xiàn)珠子，PVA濃度偏高，納米纖維出現(xiàn)液滴。紡絲電壓和固化距離的大小會直接影響纖維氈表面的液滴的多少和纖維的直徑大小，同時其影響著紡絲的速度，酒精溶劑的加入更易于紡絲。2．靜電紡絲法制備的Sn02納米纖維經(jīng)退火燒結(jié)以后，得到表面粗糙，具有大的比表面積的結(jié)構(gòu)。燒結(jié)后制備Sn02納米纖維為金
3、紅石結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)a=0．4737nm，c=0．3186nm，同時研究發(fā)現(xiàn)少量金屬元素如Zn、Ag、Ni、Mg摻雜并未改變Sn02的晶體結(jié)構(gòu)，退火溫度對的結(jié)晶度有很大的影響，納米纖維燒結(jié)溫度越高，納米纖維的結(jié)晶質(zhì)量越好。3．研究了純Sn02及金屬元素?fù)诫sSn02納米纖維的氣敏性能，氣敏測試表明，退火燒結(jié)溫度為700℃時純Sn02納米纖維具有較好的氣敏性能，對H2S和酒精氣體有良好的選擇性，但其穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步改善。Ag的摻雜提高了Sn02的氣敏性能，在Ag摻雜量為8at％時Sn02納米纖維對C2H2氣
4、體具有優(yōu)異的敏感性能；摻Zn為l1at％的納米纖維傳感器對酒精、甲苯和C2H2分別在300℃、350℃、200℃也有較好的氣敏性能和選擇性；摻Ni為8at％的Sn02納米纖維傳感器表現(xiàn)了很好的靈敏性和選擇性，尤其對酒精氣體和甲苯氣體：Mg的摻雜降低了Sn02的結(jié)晶質(zhì)量，在Mg摻雜為5at％時Sn02納米纖維對酒精氣體表現(xiàn)了良好的靈敏性和選擇性。摘要關(guān)鍵詞：Sn02納米纖維，靜電紡絲法，摻雜，氣敏特性ⅡAbstractTinoxideisan-typesemiconductorwithwidebandga
5、pof3．6eV．Duetoitsuniquephotoelectric，catalystandgassensingproperties，tinoxidehasabroadapplicationonseveralaspects，suchastransparentconductivethinfilm，ceramics，sensors，lithiumbatteries，solarbattery,catalyst，andopticaltechnology,etc．especiallyingassensingf
6、ield．AstheTinoxidehassomecharacteristicsoflonglife，highsensitivity,andlowcosts，thegassensorswecanfindinthemarketismainlymadeoftinoxide．Buttheirsensitivityandselectivearenotideal．Decreasingthesizeofthegrainanddopingmetalareusefulmethodsforimprovingthegass
7、ensingproperty．Inthispaper,pureandSn02nanofiberdopingmetalsuccessfullyfabricatedbyelectrospinning，andtheywereinvestigatedbyfieldemissionscanningelectronmicroscopy，X-rayDiffraction，Ramanspectrum，photoluminescencespectrumandgassensingtester．Theresultsshowt
8、hat：1．TheelectrospinningprogressisinfluencedbyPVAconcentration，voltage，sintering．etc．Thispapersystematicallystudiestheaffectofprocessparameterstothenanofibers．TheresultsshowthatthediameterofthenanofiberdecreaseasthePVAconc
