多級(jí)結(jié)構(gòu)三氧化二鏑氨敏材料的制備與性能研究.pdf

1、氨氣是工業(yè)和生活廢氣的重要組成部分。它無色、有強(qiáng)烈刺激性氣味，能刺激人體皮膚和呼吸粘膜，導(dǎo)致肺部腫脹甚至死亡。因此，對(duì)氨氣進(jìn)行實(shí)時(shí)且有效的監(jiān)測(cè)是十分必要的。金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器由于具有選擇性高、靈敏度高、響應(yīng)恢復(fù)快、重現(xiàn)性好、穩(wěn)定性優(yōu)良且制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣體環(huán)境方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。Dy2O3是一種稀土金屬氧化物，具有稀土金屬氧化物獨(dú)有的物理化學(xué)特性。但是在氣體傳感器領(lǐng)域，Dy2O3材料還未見報(bào)道。因此，本文通過

2、設(shè)計(jì)合成了不同形貌的多級(jí)結(jié)構(gòu)Dy2O3材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X-射線衍射儀(XRD)等對(duì)合成的Dy2O3納米材料進(jìn)行了形貌和結(jié)構(gòu)分析，測(cè)試了Dy2O3材料對(duì)氨氣的氣敏性質(zhì)，并探討了形貌對(duì)材料性能的影響。本論文研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分:
　　(1)選取乙酰丙酮鏑作為鏑源，用尿素提供堿性環(huán)境，以無水甲醇作為反應(yīng)溶劑，將混合物至于高壓反應(yīng)釜中，加熱至180℃持續(xù)12h。將溶劑熱反應(yīng)產(chǎn)物洗滌后

3、在500℃空氣條件下，熱處理2h，得到珊瑚狀多級(jí)結(jié)構(gòu)Dy2O3納米材料。珊瑚狀Dy2O3納米材料由直徑約為12.3±3.6nm的納米粒子堆積而成，Dy2O3納米材料前驅(qū)體由納米粒子堆積形成白穗軟珊瑚狀，燒結(jié)后的Dy2O3納米材料由納米粒子堆積形成紅珊瑚狀。該珊瑚狀Dy2O3納米材料在室溫下對(duì)氨氣具有良好的選擇性，對(duì)100ppm的氨氣靈敏度高達(dá)13.4，最低可以檢測(cè)到0.1ppm的氨氣。
　　(2)保持反應(yīng)原材料不變，將反應(yīng)溶劑改為

4、無水甲醇與去離子水(體積比為1∶1)，使其在高壓條件下反應(yīng)180℃12h。將溶劑熱反應(yīng)產(chǎn)物在經(jīng)560℃高溫處理2h，得到1-3μm左右的牡丹花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)Dy2O3納米材料。牡丹花狀Dy2O3納米材料由納米線和納米片構(gòu)筑而成，納米片由納米線堆積而成，納米線由納米粒子連接而成。該牡丹花狀Dy2O3納米材料提高了材料對(duì)氨氣的靈敏度，對(duì)100ppm的氨氣靈敏度高達(dá)20.6，最低可以檢測(cè)到5ppb的氨氣。
　　(3)在反應(yīng)溶劑為無水甲醇與去