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《sno2納米纖維制備及氣敏特性的研究 (1)》由會(huì)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(diǎn)，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(duì)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(cè)試系統(tǒng)等手段對(duì)材料進(jìn)
2、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(duì)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(shí)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(huì)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(shí)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納米纖維為金紅石結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)a=0．4737nm，
3、c=0．3186nm，同時(shí)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(duì)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(cè)試表明，退火燒結(jié)溫度為700℃時(shí)純Sn02納米纖維具有較好的氣敏性能，對(duì)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(shí)Sn02納米纖維對(duì)C2H2氣體具有優(yōu)異的敏感性能；摻Zn為l1at％的納米纖維傳感器對(duì)酒
4、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(duì)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(shí)Sn02納米纖維對(duì)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-typesemiconductorwithwidebandgapof3．6eV．Duetoitsuniquephotoelectric，cat
5、alystandgassensingproperties，tinoxidehasabroadapplicationonseveralaspects，suchastransparentconductivethinfilm，ceramics，sensors，lithiumbatteries，solarbattery,catalyst，andopticaltechnology,etc．especiallyingassensingfield．AstheTinoxidehassomecharacteristicsoflonglife
6、，highsensitivity,andlowcosts，thegassensorswecanfindinthemarketismainlymadeoftinoxide．Buttheirsensitivityandselectivearenotideal．Decreasingthesizeofthegrainanddopingmetalareusefulmethodsforimprovingthegassensingproperty．Inthispaper,pureandSn02nanofiberdopingmetalsu
7、ccessfullyfabricatedbyelectrospinning，andtheywereinvestigatedbyfieldemissionscanningelectronmicroscopy，X-rayDiffraction，Ramanspectrum，photoluminescencespectrumandgassensingtester．Theresultsshowthat：1．TheelectrospinningprogressisinfluencedbyPVAconcentration，voltage
8、，sintering．etc．Thispapersystematicallystudiestheaffectofprocessparameterstothenanofibers．TheresultsshowthatthediameterofthenanofiberdecreaseasthePVAconc
