Co3O4納米材料的制備與表征及性能研究.pdf

1、在眾多的有毒氣體中，氨(NH3)由于在工業(yè)制冷劑和合成集成電路等方面的廣泛使用而被關(guān)注。氨污染主要來(lái)源于三個(gè)方面，大氣氣溶膠沉積，氨循環(huán)中的氨化作用和化學(xué)材料的燃燒。這些在日常生活中均會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。因此，制備靈敏的，穩(wěn)定且成本低的傳感器在室溫下對(duì)環(huán)境中NH3的進(jìn)行監(jiān)測(cè)是很有意義的。在制備傳感材料中，暴露更多活性表面和易于氣體傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)可提高傳感性能。本論文采用不同的合成方法制備納米Co3O4，并研究其室溫下氣敏性能。具體內(nèi)容如下

2、:
　　(1)采用水熱合成方法制備1D的Co3O4/聚乙烯亞胺-碳納米管(CoPCNTs)復(fù)合材料，通過(guò)改變反應(yīng)溫度來(lái)控制其形貌及粒子大小。PCNTs可作為Co3O4納米粒子的負(fù)載導(dǎo)向劑，并提供電子傳輸通道。Co3O4納米粒子像蛇一樣負(fù)載在PCNTs上，其粒子大小為5-10 nm。當(dāng)水熱溫度為160℃時(shí)制備的CoPCNTs-160傳感材料在室溫下對(duì)1000 ppm NH3有較好的響應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間為4.3 s。
　　(2)聚苯

3、乙烯球(PS)由于具有高度的分散性，并能控制合成不同的尺寸，作為模板被廣泛用于構(gòu)筑多孔結(jié)構(gòu)。我們利用真空輔助的方法，將硝酸鈷前驅(qū)體溶液注入到PS模板間隙，并通過(guò)煅燒使Co3O4納米粒子在模板間隙生長(zhǎng)。通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度來(lái)制備有序的孔結(jié)構(gòu)。研究表明，有序的孔結(jié)構(gòu)有利于提高室溫下NH3氣敏性能。Co-0.4M在室溫下對(duì)100 ppm NH3氣敏性能表現(xiàn)為，靈敏度達(dá)到146.0％，而響應(yīng)時(shí)間僅為2s。
　　(3)通過(guò)水熱法制備“綠色”