Co3O4-PEI-CNTs復(fù)合材料的可控制備及氣敏性能.pdf

1、眾所周知，CO是有毒氣體，也是大氣污染物，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的破壞。因此，制備室溫下高靈敏度和快速響應(yīng)的CO傳感器具有十分重要的意義。四氧化三鈷(Co3O4)以其獨(dú)特的性能在CO氣敏傳感領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。而具有中空管狀結(jié)構(gòu)的碳納米管(MWCNTs)在氣敏傳感領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。因此將兩者進(jìn)行結(jié)合，得到的復(fù)合材料有望應(yīng)用在室溫下的氣敏傳感領(lǐng)域。本文采用聚乙烯亞胺(PEI)改性的碳納米管(MWCNTs)為載體，以空氣為氧化劑，通過水熱法在該載體上

2、負(fù)載鈷氧化物，得到Co3O4/PEI-CNTs復(fù)合材料。采用靜態(tài)注氣法研究了室溫下Co3O4/PEI-CNTs復(fù)合材料對(duì)CO氣敏響應(yīng)特性，并對(duì)氣敏響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　首先，改變水熱合成溫度，在一定的時(shí)間下制備了不同溫度的Co3O4/PEI-CNTs復(fù)合材料。其次，在最佳溫度下，改變水熱的合成時(shí)間，制備了不同時(shí)間的Co3O4/PEI-CNTs復(fù)合材料。將Co3O4/PEI-CNTs復(fù)合材料用于室溫下CO氣體傳感器研究，并從以下

3、兩方面探討氣敏機(jī)理:(1)獨(dú)特的一維復(fù)合結(jié)構(gòu)和細(xì)晶粒間的連接和相互作用使電子很容易傳輸在四氧化三鈷顆粒和碳納米管之間自由擴(kuò)散。PEI-CNTs表面的Co3O4小納米粒子對(duì)CO氣體傳感器的優(yōu)異的性能是非常重要的;(2)一維的Co3O4/PEI-CNTs具有高的比表面，可以作為氣體的吸附-脫附和擴(kuò)散通道。為CO與吸附在表面氧離子的反應(yīng)提供了更多的活性位點(diǎn)，利于它與CO在室溫下進(jìn)行反應(yīng)。室溫CO氣敏性能檢測表明:合成的Co3O4/PEI-CN