納米ZnFe-,2-O-,4-的制備、摻雜及氣敏性能研究.pdf

1、本文采用溶膠－凝膠法（sol－gel）制備納米ZnFe2O4粉末，研究了制備條件對納米ZnFe2O4的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和顯微形貌的影響；采用厚膜技術(shù)，以納米ZnFe2O4為氣敏材料制成旁熱式氣敏元件，探討了ZnFe2O4對揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）蒸汽的氣敏性能；通過溶膠－凝膠法，選用不同的摻雜劑對ZnFe2O4進(jìn)行摻雜，分析了不同摻雜劑對ZnFe2O4的物相結(jié)構(gòu)、電阻特性和氣敏特性的影響。通過溶膠－凝膠法，在較低溫度(400)℃下焙燒獲得物

2、相純凈的ZnFe2O4尖晶石相，顆粒尺寸均勻，分布范圍窄，晶粒尺寸細(xì)小（小于50nm）。溶膠－凝膠法制備ZnFe2O4粉末是一步合成，前驅(qū)體焙燒先分解為非晶狀物質(zhì)，然后直接形成尖晶石結(jié)構(gòu)ZnFe2O4。ZnFe2O4晶體顆粒生長隨焙燒溫度的升高大致分為兩個(gè)階段，即快速生長I階段和正常生長II階段。ZnFe2O4氣敏測試結(jié)果表明：ZnFe2O4厚膜對五種VOCs蒸氣的敏感度順序大致為：丙酮＞乙醇＞二甲苯＞甲苯＞苯，且VOCs蒸汽的敏感度與

3、其官能團(tuán)相關(guān)。ZnFe2O4厚膜對五種VOCs蒸氣的敏感度存在最佳工作溫度：丙酮的為300℃，乙醇的為320℃，二甲苯、甲苯和苯的為360℃。為了改善ZnFe2O4的氣敏性能，對其進(jìn)行摻雜。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：摻雜Mg、Sb能有效提高ZnFe2O4的氣敏特性；摻雜V能提高ZnFe2O4對苯類氣體的高溫敏感性和選擇性；而Bi和Mn對ZnFe2O4的氣敏性能有毒化作用，明顯降低ZnFe2O4對VOCs氣體的敏感性。本文主要分四個(gè)部分，第一部分綜合