以Co3O4為基的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及其氣敏性質(zhì)的研究.pdf

1、隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越多地被環(huán)境污染所困擾，其中包括大氣污染，因此對(duì)氣敏傳感器的需求也應(yīng)運(yùn)而生，希望能夠通過(guò)其監(jiān)測(cè)控制大氣中的有毒有害氣體，如NO2，CO，H2S，VOCs等氣體。到目前為止，從已發(fā)表的文獻(xiàn)中可以看出，用來(lái)構(gòu)建氣敏傳感器元件的半導(dǎo)體金屬氧化物材料更多的是n型半導(dǎo)體，而p型半導(dǎo)體作為氣敏材料被研究的文獻(xiàn)所占的比重較小。本文旨在研究以Co3O4為基材的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備和氣敏性能。Co3O4作為一種典型的p型半導(dǎo)體，氣敏機(jī)理

2、與n型半導(dǎo)體不同，其載流子是空穴，因此在空氣中，半導(dǎo)體表面形成的是空穴累積層(HAL)，而非電子消耗層(EDL)。
　　本研究選擇以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為犧牲模板在合適的紡絲條件（推進(jìn)速度為0.0006 mm·s-1，板間距為20 cm，靜電壓為20 kV）下，利用簡(jiǎn)易的靜電紡絲方法制備出SnO2@Co3O4 p-n異質(zhì)結(jié)的納米管，并也對(duì)其進(jìn)行了一系列表征來(lái)研究所得產(chǎn)品的形貌和結(jié)構(gòu)。此外不

3、同SnO2含量的復(fù)合物對(duì)丙酮的氣敏性能進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的氣敏性能明顯優(yōu)于純Co3O4，主要體現(xiàn)在復(fù)合物靈敏度的提高、操作溫度的下降和響應(yīng)時(shí)間的縮短。我們把氣敏性能的提高歸結(jié)于p型半導(dǎo)體Co3O4和n型半導(dǎo)體SnO2界面形成的p-n異質(zhì)結(jié)以及正向偏壓p-n結(jié)的數(shù)量。采用簡(jiǎn)單的水熱法合成了海膽狀的、中空的Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O，并經(jīng)過(guò)400℃兩小時(shí)的煅燒得到Co3O4，并且通過(guò)掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(X