鎳基納米分級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備及氣敏性能研究.pdf

1、本論文采用簡(jiǎn)單回流法制備了多孔分級(jí)結(jié)構(gòu)的鎳銅復(fù)合金屬氫氧化物及鎳銦雙氫氧化物納米復(fù)合材料，并對(duì)材料的氣敏性能進(jìn)行測(cè)試。利用X射線衍射分析技術(shù)(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)、選區(qū)電子衍射(SAED)等檢測(cè)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料的形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析，初步探討了復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)理及氣敏傳感機(jī)理。
　　首先，以鎳(Ni(NO3)2·6H2O)為基底，尿素(CO(NH2

2、)2)做為沉淀劑，十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)作為表面活性劑的條件下，回流法制備摻雜Cu的鎳銅層狀復(fù)合金屬氫氧化物(NiCu-LDHs)，研究了摻雜Cu含量、硝酸鎳濃度、溫度等因素對(duì)合成樣品形貌的影響，并對(duì)摻雜不同含量的Cu的NiCu-LDHs進(jìn)行了氣敏性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: NiCu-LDHs為多孔分級(jí)結(jié)構(gòu)的層狀化合物，室溫下對(duì)NOx的氣敏性能較純?chǔ)?Ni(OH)2的氣敏性能有所提高，97 ppm下靈敏度由29％提高到50％，響應(yīng)時(shí)

3、間僅為7s。分析原因是由于NiCu-LDHs中Cu的引入提高了材料的導(dǎo)電能力，DBS-離子的引入擴(kuò)大了層間距離，擴(kuò)大的層間距能為NOx氣體分子提供有效地電子轉(zhuǎn)移通道，提供較多的氣敏反應(yīng)活性位。
　　其次，通過簡(jiǎn)單的回流方法制備了多孔分級(jí)結(jié)構(gòu)的鎳銦雙氫氧化物(α-Ni(OH)2/In(OH)3 double hydroxides)納米復(fù)合材料(NIDH)。實(shí)驗(yàn)中In(NO3)3與Ni(NO3)2·6H2O質(zhì)量為30％時(shí)合成的NIDH

4、-30納米復(fù)合材料性能最佳。α-Ni(OH)2/In(OH)3納米復(fù)合材料有多孔結(jié)構(gòu)的納米片組成，在納米片上負(fù)載多孔的In(OH)3納米粒子，由納米組成的納米花瓣構(gòu)成三維花狀分級(jí)結(jié)構(gòu)。室溫下NOx的氣敏性能測(cè)試結(jié)果顯示，NIDH-30納米復(fù)合材料對(duì)97 ppm的NOx靈敏度為60％，響應(yīng)時(shí)間為1.2 s，檢測(cè)限可達(dá)9.7 ppb。這是因?yàn)椴牧蠟闅怏w在材料表面的快速吸附和擴(kuò)散提供了便利條件，大的比表面積能夠吸附大量氣體分子，表現(xiàn)為材料較低