碳納米管和貴金屬摻雜SnO2敏感材料的制備及其氣敏性的檢測.pdf

1、二氧化錫作為新型的傳感器敏感材料，由于它具有良好的氣敏性能而被制作成傳感器廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但是該類型氣體傳感器具有高操作溫度，低選擇性，差穩(wěn)定性，響應(yīng)-恢復(fù)時(shí)間長等缺點(diǎn)，因此降低操作溫度，提高氣體選擇性和穩(wěn)定性成為國內(nèi)外研究以SnO2為基體的氣體傳感器的研究者們熱切關(guān)注的話題。大量研究表明通過摻雜貴金屬和改變敏感材料的結(jié)構(gòu)可以有效的提高以SnO2為基體的氣體傳感器的傳感性能。本文針對絕大部分氣體傳感器的高靈敏度和低最優(yōu)操作溫度不能共

2、存及響應(yīng)-恢復(fù)時(shí)間較長的缺點(diǎn)，提出了用溶膠凝膠法摻雜貴金屬鈀和碳納米管的方法合成改性的SnO2。本文的主要工作如下：
　　1.采用溶膠凝膠法，通過摻雜不同含量的Pd2+，制備出了0.0,0.5,1.0,3.0,5.0 mol％Pd/SnO2敏感材料。利用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS和氣敏性能檢測系統(tǒng)等分析手段對材料進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)、形貌、元素價(jià)態(tài)和氣敏性能進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)隨著Pd摻雜量的增加，Pd/SnO2敏感材料的晶粒尺寸變

3、小，摻雜貴金屬Pd可以有效地提高SnO2基體傳感器的氣敏性能，Pd的最佳摻雜含量為1.0 mol%，對濃度為500 ppm的CO的靈敏度約為44。貴金屬Pd的摻雜不僅可以有效的提高靈敏度，還可以降低最優(yōu)操作溫度。純的SnO2對CO的最優(yōu)溫度為350℃，而1.0 mol%Pd/SnO2對CO的最優(yōu)溫度可降至150℃。1.0 mol% Pd/SnO2氣體傳感對CO展示了優(yōu)于其他氣體(如：NH3、H2、NO)的選擇性，但是穩(wěn)定性能不是很好。<

4、br>　　2.為了縮短響應(yīng)-恢復(fù)時(shí)間，進(jìn)一步提高氣體傳感器氣敏性能，我們采用溶膠凝膠法，通過摻雜不同含量的碳納米管，制備出了碳錫摩爾比分別為0.06,0.12,0.24,0.48，Pd的摻雜量為1.0 mol%的敏感材料Pd/SnO2/CNT，隨著碳納米管摻雜量的增加，發(fā)現(xiàn)Pd/SnO2/CNT敏感材料的晶粒尺寸變小。摻雜碳納米管可以有效地提高 SnO2基體傳感器的氣敏性能，當(dāng)碳錫摩爾比為0.12時(shí)在100℃下對濃度為500 ppm的C

5、O的靈敏度約為90。碳納米管的摻雜不僅可以有效的提高靈敏度，還可以降低最優(yōu)操作溫度。純的SnO2對CO的最優(yōu)溫度為350℃，而1.0 mol% Pd/SnO2/CNT(C/Sn=0.12)對CO的最優(yōu)溫度可降至100℃。1.0 mol%Pd/SnO2/CNT(C/Sn=0.12)氣體傳感對CO展示了優(yōu)于其他氣體(如：NH3、H2、NO)的選擇性，且由于制作方法簡單，因此具有應(yīng)用前景。1.0 mol% Pd/SnO2/CNT(C/Sn=0