Pd納米環(huán)-TiO2納米管復合結(jié)構(gòu)氫傳感器的制備及其工藝優(yōu)化研究.pdf

1、氫氣是一種綠色可再生的清潔能源，廣泛應用于國民生產(chǎn)生活和國防科技的各個領(lǐng)域。為了保障氫氣在制備、運輸、存儲和利用過程中的安全，研究開發(fā)具有響應時間短、靈敏度高、穩(wěn)定性好的氫氣傳感器是非常迫切和必要的。
　　本論文主要研究了 Pd納米環(huán)/TiO2納米管復合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的制備和工藝優(yōu)化。本文以金屬Ti片為原材料，采用陽極氧化法，在氟化銨（NH4F）/乙二醇電解液體系中制備得到高度有序的TiO2納米管陣列。通過研究不同水含量電解液對T

2、iO2納米管陣列表面形貌的影響，表明隨著電解液水含量的升高，TiO2納米管的管徑與管隙也隨之增加。在此基礎(chǔ)上通過水含量來調(diào)控TiO2納米管的表面形貌，研究了TiO2納米管表面形貌對復合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器性能的影響。結(jié)果表明復合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器的靈敏度隨著管隙的增加先增大后減小，其中水的質(zhì)量分數(shù)為17.5％的電解液制備得到的TiO2納米管，表面形貌規(guī)則有序，納米管之間有較佳的間距，由其和 Pd納米環(huán)復合得到的氫氣傳感器靈敏度最高，在1.6%的氫

3、氣濃度下可以達到88%。我們還研究了退火氣氛對傳感器氫氣響應特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相較于空氣氣氛，在氮氣氣氛中退火的傳感器有更快的響應時間和更高的靈敏度，但同時也存在漂移過大和器件不穩(wěn)定的問題。此外，我們還研究了空氣環(huán)境對傳感器性能的影響，發(fā)現(xiàn)在空氣環(huán)境中存放一個多月后，傳感器還能維持一定的穩(wěn)定性。
　　在對 Pd納米環(huán)/TiO2納米管復合結(jié)構(gòu)氫氣傳感器制備及工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上，我們提出了一種基于此復合結(jié)構(gòu)的物理?催化復合敏感機理模型