2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、氧化錫(SnO2)是一種寬禁帶n型半導(dǎo)體材料,室溫下禁帶寬度為3.67 eV,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。SnO2作為一種重要的基礎(chǔ)功能氧化物材料,被廣泛應(yīng)用于各個研究領(lǐng)域,如鋰離子電池、光催化、染料敏化太陽能電池、氣體傳感器等。在氣體傳感器研究方面,SnO2是研究歷史最長的半導(dǎo)體金屬氧化物之一。納米材料出現(xiàn)以后,SnO2材料在傳感器領(lǐng)域的研究有了新的內(nèi)容和意義。隨著SnO2材料的各種形貌的納米結(jié)構(gòu)相繼被制備出來,氣體傳感器的靈敏度、選擇性、

2、響應(yīng)和恢復(fù)速度等傳感性能不斷被提高。本文綜述了氣體傳感器材料,特別是納米材料的研究概況和研究進展。提高氣體傳感器靈敏度可以通過兩種途徑:一種是制備一維納米結(jié)構(gòu),這是利用一維結(jié)構(gòu)優(yōu)良的電子傳導(dǎo)能力;另一種是制備多孔納米結(jié)構(gòu),這是利用多孔結(jié)構(gòu)在氣體吸附和擴散能力方面表現(xiàn)出的優(yōu)勢。
   本課題提出了一種新穎、簡單的合成方法以制備中孔SnO2納米材料,命名為碳輔助合成法。該方法以葡萄糖作為輔助碳源加入前驅(qū)體溶液中,通過一步水熱反應(yīng),先

3、在SnO2表面包覆碳層,再經(jīng)過后續(xù)的兩步退火處理原位固定和去除碳層,即可制備出孔性良好的中孔納米材料。并且,通過改變前驅(qū)體溶液中葡萄糖濃度,可以調(diào)節(jié)最后制得的材料的孔徑大小。本課題制備了三種孔徑大小的SnO2納米材料,孔徑大小分別為4.1nm,6.1nm和8.0 nm。
   我們將制備的三種中孔納米材料分別進行了氣體傳感性能測試。三種材料均對乙醇(C2H5OH)氣體表現(xiàn)出超高靈敏度的氣敏特性,最低探測極限低達50ppb(1pp

4、b=10-9),并且具有理想的響應(yīng)恢復(fù)速度(5s和20s)。同時,三種中孔納米材料均表現(xiàn)出規(guī)律的“基線漂移”現(xiàn)象,這是由所制備納米材料具有的網(wǎng)狀中孔納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。通過透射電鏡、氮氣吸附-脫附、X射線衍射、X射線光電子能譜等檢測手段,我們對材料結(jié)構(gòu)進行了詳細表征。材料具有的網(wǎng)狀中孔納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出過強的氣體吸附能力,導(dǎo)致測試完畢后氣體的脫附變得困難,由此表現(xiàn)為“基線漂移”現(xiàn)象。也正是由于這種網(wǎng)狀中孔結(jié)構(gòu),材料才可以獲得超低的探測極限。

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