超細氧化鋅的制備及氣敏性能研究.pdf

1、以工業(yè)鋅焙砂制得的硫酸鋅溶液為原料,(NH<,4>)<,2>CO<,3>作為沉淀劑,直接沉淀法合成堿式碳酸鋅,然后在高溫下煅燒得到納米活性氧化鋅ZnO.考察了有關(guān)因素對制備過程的影響,確定了適宜的制備工藝條件.研究了堿式碳酸鋅熱分解動力學及在煅燒過程中的物理化學性質(zhì)變化并用XRD、TG-DSC、TEM、IR、BET等實驗手段對前驅(qū)物及所得氧化鋅進行分析與表征.用所制得ZnO粉體做成薄膜層氣敏元件,測定了不同反應(yīng)條件所制得氧化鋅對還原性氣

2、體的氣敏性,研究了反應(yīng)原料、制備方法、測試氣氛、元件的加熱電壓等因素對靈敏度的影響.并在此基礎(chǔ)上,考察了過渡元素和稀土元素摻雜對ZnO半導(dǎo)體性能和氣敏性能的影響.研究結(jié)果表明:(1)前軀體的制備工藝條件為:沉淀方式反加法,沉淀溫度40℃,ZnSO<,4>溶液濃度0.5-1.0mol/L,(NH<,4>)<,2>CO<,3>溶液濃度2mol/L,ZnSO<,4>與(NH<,4>)<,2>CO<,3>的物質(zhì)的量之比為1:1.15.(2)堿式

3、碳酸鋅在煅燒過程中于150℃脫除結(jié)晶水,250℃發(fā)生熱分解生成ZnO,在350℃熱分解反應(yīng)基本完全.(3)堿式碳酸鋅的熱分解為兩步反應(yīng)過程,第一步為R3,即球形對稱三維相界面反應(yīng);第二步為F2,即為簡單二級反應(yīng).(4)前驅(qū)體在300℃溫度煅燒時,比表面積增大,溫度升高,比表面積又逐漸減小,700℃煅燒時粉體的比表面積為9.12m<'2>/g.(5)鋅焙砂制備的ZnO所制得的氣敏元件對C<,2>H<,5>OH氣體具有較高的靈敏度和選擇性.