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文檔簡介
1、眾所周知,CO2是一種大氣污染氣體,大量的二氧化碳排放造成了溫室效應(yīng),使得全球氣候發(fā)生變化,自然災(zāi)害頻發(fā),因此,檢測和控制 C O2成為目前的當(dāng)務(wù)之急。CO2是一種惰性氣體,與O2, H2, Cl2, CO或者NOx這些化學(xué)性質(zhì)活潑、可利用簡單氣固氧化還原反應(yīng)、實現(xiàn)探測的氣體相比,基于簡單金屬氧化物開發(fā)一款可實現(xiàn)CO2檢測、性能優(yōu)異的傳感器是一項十分困難的工作。
P型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaFeO3,由于其特殊的分層結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的催化性
2、能而受到廣泛的關(guān)注。LaFeO3屬于窄禁帶氧化物半導(dǎo)體且其導(dǎo)電模式為混合導(dǎo)電,在高溫下表現(xiàn)出高催化性能和穩(wěn)定性。SnO2是目前最重要的n型本征半導(dǎo)體之一,其能帶恰好能與LaFeO3的能帶相匹配形成p-n結(jié)。同時,SnO2獨特的微結(jié)構(gòu)有利于其與LaFeO3復(fù)合,制備基于多孔厚膜的氣敏傳感器?;贚aFeO3/SnO2復(fù)合材料的傳感器對CO2的檢測表現(xiàn)出高靈敏度,快響應(yīng)和較低的工作溫度的特點。通常 p型納米復(fù)合材料與氧化性氣體作用時導(dǎo)電性會
3、增加(p型導(dǎo)電特征)。然而在溫度低于300oC時,我們觀察到了一個反常的現(xiàn)象:納米復(fù)合材料SnO2/50%LaFeO3及80%SnO2/20%LaFeO3與 NO2作用時,表現(xiàn)為導(dǎo)電性減?。╪型導(dǎo)電特征)的現(xiàn)象。我們稱這種導(dǎo)電特征隨溫度變化而發(fā)生改變的現(xiàn)象為雙電導(dǎo)行為。
為探究 LaFeO3/SnO2納米復(fù)合材料的氣敏特性以及揭示其內(nèi)在的氣敏機理,我們做了系統(tǒng)的研究。我們利用溶膠凝膠法和模板法分別制備了 LaFeO3和 SnO
4、2純材料。利用上述材料制備了四種比例的復(fù)合氧化物,SnO2的摩爾比分別為:0、20%、50%、80%,并利用這四種復(fù)合氧化物對CO2進行了氣敏測試,實驗結(jié)果表明由于復(fù)合在LaFeO3與SnO2間形成的p-n結(jié)對氣敏性能的提升起著至關(guān)重要的作用。
另外,我們觀察到高濃度SnO2的復(fù)合材料仍然呈現(xiàn)出p型導(dǎo)電特征,為探究p型向 n型轉(zhuǎn)變的成分點,增加了四個 SnO2濃度,分別為:85%、90%、95%。并利用以上材料對 NO2進行了
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