rGO-MOx復(fù)合納米纖維的制備及其對VOCs敏感性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)及工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，產(chǎn)生的有毒、有害氣體的種類及數(shù)量不斷增加，氣體傳感器就是伴隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重而發(fā)展起來的。金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器具有生產(chǎn)成本低、體積小巧、氣敏材料易制備等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于氣體檢測，然而選擇性差、工作溫度高等缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步發(fā)展。石墨烯因具有大比表面積、快的電子傳輸速度而被廣泛用于傳感器研究中。本課題主要研究將微量還原氧化石墨烯（rGO）與金屬氧化物半導(dǎo)體材料如SnO2、TiO2復(fù)合提高氧化物半導(dǎo)體

2、材料的氣敏性能，采用靜電紡絲技術(shù)制備氧化物半導(dǎo)體納米纖維，并通過二步水熱法在氧化物納米纖維表面修飾rGO，以及在氧化物納米纖維紡絲制備過程中，直接加入氧化石墨烯(GO)，通過后續(xù)煅燒合成rGO/氧化物半導(dǎo)體復(fù)合納米纖維氣敏材料，系統(tǒng)研究rGO的加入及加入方式對rGO-氧化物半導(dǎo)體復(fù)合納米纖維氣敏性能的影響，具體研究內(nèi)容如下：
　　1.通過靜電紡絲法制備TiO2納米纖維，通過在靜電紡絲前驅(qū)液中加入rGO，調(diào)節(jié)靜電紡絲參數(shù)制備出rGO

3、/TiO2復(fù)合納米纖維，探討了rGO的復(fù)合對于TiO2納米纖維形貌結(jié)構(gòu)以及VOCs氣敏性能的影響。結(jié)果顯示，rGO的復(fù)合對于材料的形貌及晶體結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生巨大影響，并且提高了材料對VOCs的靈敏度。在250℃下，rGO/TiO2復(fù)合材料對于200ppm乙醇?xì)怏w的靈敏度達(dá)到43.24，是TiO2靈敏度的22.8倍，其響應(yīng)時(shí)間也較TiO2納米纖維有所減少。
　　2.通過靜電紡絲法制備純TiO2納米纖維，然后通過二步水熱法利用rGO對TiO

4、2納米纖維進(jìn)行表面修飾，制備出rGO表面修飾TiO2納米纖維。表征結(jié)果顯示rGO使TiO2表面形貌更加粗糙，但未影響TiO2材料的晶體結(jié)構(gòu)。氣敏結(jié)果表明，rGO表面修飾的TiO2納米纖維進(jìn)一步提升了材料的靈敏度，縮短了響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間。
　　3.利用靜電紡絲法制備rGO/SnO2復(fù)合納米纖維，二步水熱法制備rGO表面修飾SnO2納米纖維，研究rGO對于其他n型金屬氧化物半導(dǎo)體VOCs氣敏性能的影響。氣敏測試結(jié)果表明，rGO的復(fù)合以及表