貴金屬修飾的多孔ZNO復(fù)合材料對苯類氣體敏感性能研究.pdf

1、近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重。周圍環(huán)境中可能存在著各種有毒有害易燃易爆氣體，其潛在的影響著人們的日常生活和生產(chǎn)活動，因此，如何及時監(jiān)測這些危害性氣體引起人們高度的重視。苯類化合物作為重要的有機(jī)溶劑廣泛應(yīng)用于多種家居用品和工業(yè)產(chǎn)品，所以苯類氣體污染普遍存在于住宅區(qū)及工業(yè)環(huán)境中。由于苯類氣體的劇毒性和致癌性，長時間處于低濃度的環(huán)境氣氛也會對身體健康造成極大的傷害，所以檢測低濃度的苯類氣體是一項重要的任務(wù)。目前為止，

2、多種半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器已應(yīng)用于苯類氣體檢測，然而苯類分子具有高的反應(yīng)活化能和化學(xué)穩(wěn)定性，使其檢測難度大大增加，所以現(xiàn)有的苯類半導(dǎo)體氣體傳感器都存在著一些缺陷，例如靈敏度低，工作溫度高，檢測限高，響應(yīng)-恢復(fù)時間長等。ZnO是一種典型的半導(dǎo)體金屬氧化物敏感材料，已有很多關(guān)于其檢測苯類氣體的研究，但是這些研究方法同樣存在著上述的問題，為了解決這些檢測難點我們對ZnO材料進(jìn)行了改性研究，通過修飾具有催化活性的貴金屬提高ZnO半導(dǎo)體材料對

3、苯類氣體的傳感性能。
　　(1)選用貴金屬Au作為修飾劑，通過溫和的溶劑熱和簡單的熱處理方法制備多孔Au/ZnO復(fù)合材料，該復(fù)合材料對苯類氣體表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏性能。其中1 wt.％Au/ZnO復(fù)合材料對100 ppm苯的響應(yīng)值最高且達(dá)到60，是純ZnO響應(yīng)值的5倍。另外，1wt.％Au/ZnO傳感器具有低的檢測限(0.5 ppm)，低的工作溫度(260℃)，快速的響應(yīng)-恢復(fù)時間，長期的循環(huán)穩(wěn)定性，并且苯濃度與響應(yīng)值的對數(shù)呈現(xiàn)很好的

4、線性關(guān)系。分析認(rèn)為Au/ZnO復(fù)合材料苯敏性能的提高主要源于Au的催化作用和肖特基勢壘。
　　(2)通過上述的制備方法獲得痕量Pt負(fù)載的ZnO復(fù)合材料，氣敏測試發(fā)現(xiàn)Pt負(fù)載也可大幅度提高ZnO材料對苯、甲苯、二甲苯氣體的氣敏性能。系統(tǒng)研究得出基于0.1 wt％ Pt-ZnO的氣體傳感器表現(xiàn)出最佳的氣敏性能，在250℃的工作溫度下對100 ppm苯的響應(yīng)值能達(dá)到70。值得一提的是，其能快速的檢測出100 ppb苯，達(dá)到室內(nèi)苯類污染物