鎳鋁基氫氧化物復(fù)合材料的制備及NOx氣敏性能研究.pdf

1、本論文采用簡單的一步水熱法合成了鐵摻雜的鎳鋁氫氧化物復(fù)合材料(NFA-LDHs)以及炭黑(CB)摻雜的鎳鋁氫氧化物復(fù)合材料(NAC-LDHs)，在室溫條件下對(duì)復(fù)合材料材料的氣敏性能進(jìn)行了研究。并且利用X射線衍射分析(XRD)、傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和氮?dú)馕?脫附(BET)等表征手段對(duì)復(fù)合材料的形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。
　　首先，以十二烷基硫磺酸鈉(SDS)作為表面活

2、性劑，尿素(CO(NH2)2)做為沉淀劑，加入不同摩爾比的Fe(NO3)3·9H2O，采用一步水熱法制備了鐵摻雜的三元鎳鋁氫氧化物復(fù)合材料(NFA-LDHs)，研究了摻雜不同摩爾比的Fe(NO3)3·9H2O對(duì)合成樣品形貌及結(jié)構(gòu)的影響，并對(duì)摻雜不同摩爾比Fe(NO3)3·9H2O的樣品進(jìn)行了氣敏性能研究，考察了鐵離子在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:NFA-LDHs復(fù)合材料具有三維分層多孔花狀結(jié)構(gòu)，因此，具有較大的比表面積。復(fù)合材料

3、在室溫下對(duì)100 ppm的NOx靈敏度高達(dá)82％，其在室溫條件下為純鎳鋁氫氧化物的2.3倍，響應(yīng)時(shí)間僅為2.6 s，并且檢測限低至100 ppb。材料氣敏性能的提高歸因于其獨(dú)特的分層多孔結(jié)構(gòu)，高度取向的層狀單晶結(jié)構(gòu)和組成，增強(qiáng)了材料的載流子密度，載流子傳輸快速，氣體吸附-解吸能力增強(qiáng)，并且提供了大量的活性位點(diǎn)用于表面吸附。
　　其次，合成了具有二維結(jié)構(gòu)的炭黑摻雜的鎳鋁氫氧化物復(fù)合材料(NiAl-LDHs/CB)。摻雜不同質(zhì)量的CB

4、的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):NiAl-LDHs/CB復(fù)合材料具有二維層狀結(jié)構(gòu)，且具有較大的表面積和較多的孔隙。摻雜10 mg CB時(shí)，合成的NiAl-LDHs/CB復(fù)合材料對(duì)100 ppm的NOx有著較高的響應(yīng)靈敏度為和快速的響應(yīng)時(shí)間，分別為70％和5s。其歸因于所合成的復(fù)合材料的多孔結(jié)構(gòu)和炭黑優(yōu)異的導(dǎo)電率，從而提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和電子傳輸能力，使得氣體在復(fù)合材料表面能夠快速吸附和擴(kuò)散，這對(duì)于NOx的檢測是有利的。
　　綜上所述，在室溫