基于TiO-,2-納米管的NO-,2-氣敏傳感器研究.pdf

1、隨著工業(yè)的高速發(fā)展，大氣污染問題同益突出。NO2是主要的大氣污染物之一，利用氣體傳感器對其進行快速在位、實時檢測具有重要意義。傳統(tǒng)的金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件存在工作溫度高、選擇性差，穩(wěn)定性差等問題，針對這些問題，本文旨在采用一維有序的納米氧化物半導(dǎo)體材料，制備新型氣敏傳感器。 本文設(shè)計并組建了一套可以程序控制的氣體傳感器性能標定和測試系統(tǒng)，最大程度上減少了人為操作誤差，可以準確、便捷的實現(xiàn)對傳感器性能的測試。使用這套系統(tǒng)，本文考

2、察了在相同實驗條件下，不同方法制備的一維TiO2納米管氣敏元件對NO2的氣敏特性。 采用水熱法合成TiO2納米管與納米顆粒的混合物，制備傳統(tǒng)硅平板微電極薄膜型氣體傳感器。TEM和SEM照片表明水熱法制備的無序TiO2納米管直徑約15nm，長約數(shù)微米，并且這些TiO2納米管經(jīng)過旋轉(zhuǎn)涂覆工藝可均勻的附著在硅平板微電極上；X射線衍射譜圖表明經(jīng)過第二步弱酸水熱法使第一步水熱法得到的TiO2納米管晶體結(jié)構(gòu)由鈦酸鹽型轉(zhuǎn)化成銳鈦礦相；對這種傳

3、統(tǒng)方法制備的TiO2納米管薄膜型傳感器進行NO2氣敏性能測試的結(jié)果表明，氣敏元件電阻較大，在低溫下，對12.5ppmNO2靈敏度僅為0.28，此外，氣敏元件的恢復(fù)性差。 本文重點考察了陽極氧化法制備的有序TiO2納米管陣列的NO2氣敏特性。SEM照片表明TiO2納米管壁厚約10nm，直徑約100nm，長約700nm，納米管垂直有序的生長于Ti基底表面，真空蒸鍍的金電極與TiO2納米管陣列層緊密結(jié)合；XRD譜圖表明經(jīng)過500℃焙燒