氧化銅半導體氣敏傳感器的制備及其性能研究.pdf

1、H2S是環(huán)境中最常見的有毒氣體污染物之一，經常被應用于各種領域，包括油氣廢物處理和造紙工業(yè)，它經常產自于污水，垃圾堆，以及許多常規(guī)的化學生產過程中。但是，即使是少量的H2S，也會對許多生物體例如人體的呼吸道和神經系統(tǒng)具有極大的毒性。本文主要研究了銅基氧化物的制備方法，表征手段，電學測試以及氣敏測試等幾個方面的研究。主要包括利用水熱法合成CuO半導體納米材料并通過硬件部分的焊接制備成CuO半導體氣敏傳感器，并采用靜態(tài)配氣法測試其對不同濃度

2、 H2S的氣敏響應靈敏度，最后進行了對傳感器氣敏響應機制的討論研究。
　　本文研究的主要內容包括：
　　1）利用簡單的水熱法制備CuO實心納米片，并制備成了基于該敏感材料的氣敏傳感器。接著對合成的CuO納米材料進行了結構和形貌上的表征。最后，對制備成的基于CuO實心納米片結構的氣敏傳感器進行了對不同濃度的H2S氣體的氣敏測試，對H2S氣體的最低檢測閾值為0.2 ppm。同時還研究了衡量傳感器優(yōu)良性能的幾個重要指標，例如響應—

3、恢復時間，可逆性，重復性，長期穩(wěn)定性和選擇性等。
　　2）在第一部分的基礎上，通過改變水熱反應的原材料和水熱反應的條件，得到了花狀CuO多孔納米片。通過XRD來分析該CuO納米材料的物相組成，并使用SEM和TEM來分析此納米材料的微觀構造，并通過光電子能譜(XPS)對該材料的元素性質進行了分析。最后利用此花狀CuO多孔納米片結構作為敏感材料，制成了CuO半導體氣敏傳感器，并在室溫下對此傳感器進行了最低檢測濃度、重復性、以及長期穩(wěn)定

4、性的研究。研究表明，其最低檢測閾值在100 ppb，并且具有良好的重復性和長期穩(wěn)定性。
　　3）綜合以上兩個實驗的水熱合成條件，通過改變反應物的配比和反應時間，合成了CuO不規(guī)則葉狀納米片，并制成了基于該CuO敏感納米材料的半導體氣敏傳感器。結果表明，該CuO葉狀納米片的平均厚度為62.5 nm，平均寬度為0.5μm，平均長度為1.2 nm，分布均勻。通過對該CuO納米結構進行電學測試，證明其間的接觸為歐姆接觸。對該CuO納米結構