金屬氧化物一維納米材料的制備及其氣敏性能研究.pdf

1、用水熱法、溶劑熱法合成了氧化鋅、氧化銦一維納米材料并對這些材料進行了結(jié)構(gòu)表征，通過考察添加劑、反應(yīng)溫度、時間等因素對合成材料的結(jié)構(gòu)及形貌的影響，對氧化物一維納米材料的生長機理進行了初步探討。將所制得的一維納米材料按旁熱式工藝制備成氣敏元件并測試了其氣敏性能，與普通零維材料所制備的氣敏元件進行了比較研究，探討了氣敏材料結(jié)構(gòu)、形態(tài)與氣敏性能的關(guān)系。具體包括： 1）通過CTAB輔助，以鋅粉為原料，用水熱法合成了形貌均勻的氧化鋅納米棒。

2、實驗發(fā)現(xiàn)，不同的添加劑對合成氧化鋅的形貌影響較大。經(jīng)XRD，SEM，TEM，電子衍射及XPS表征發(fā)現(xiàn)，所合成樣品為纖鋅礦氧化鋅納米棒，沿[0001]方向生長，直徑為40-80 nm，長度可達1 μm。該法簡單易行，可以大量生產(chǎn)。 2）在CTAB，正已烷、正戊醇、硫酸鋅、氫氧化鈉所組成的微乳液體系中，用溶劑熱法合成了形貌均勻的氧化鋅晶須。實驗發(fā)現(xiàn)，鋅鹽及表面活性劑種類對所合成樣品的形貌影響較大。經(jīng)XRD，SEM，TEM，電子衍射表

3、征發(fā)現(xiàn)，所得樣品為單晶纖鋅礦氧化鋅晶須，沿[0001]方向生長，直徑為100-500 nm，長度可達數(shù)微米。 3）以自制的棒狀氧化鋅為晶種，用水熱法合成了形貌均勻的氧化鋅納米線。實驗發(fā)現(xiàn)，所用晶種的形貌對合成氧化鋅的形貌影響較大。經(jīng)XRD，SEM，TEM，電子衍射表征發(fā)現(xiàn)，所合成樣品為纖鋅礦氧化鋅，沿[0001]方向生長，直徑約為40-80 nm，長度可達數(shù)微米。 4）首次對用氧化鋅粉體材料、氧化鋅納米棒、晶須及納米線制

4、作的氣敏元件的氣敏性能進行了對比研究，與普通粉體材料相比，用氧化鋅一維納米材料制備的元件具有較高的靈敏度和較好的穩(wěn)定性，證明氧化鋅一維納米材料是一種很有潛力的氣敏材料。通過對材料比表面的測試及所制備元件表面SEM表征結(jié)果，提出了氧化鋅一維納米材料制備的元件具有較高的有效比表面積可能是其具有較高的靈敏度的原因。實驗還發(fā)現(xiàn)，通過摻雜PdO可提高用氧化鋅納米棒元件對LPG的靈敏度和選擇性，該類元件有望用于選擇性檢測LPG。 5）以硝酸

5、銦為原料，在正已烷、正戊醇、油酸溶劑體系中，用溶劑熱法合成了半水氧化銦納米棒，在常壓下600 ℃退火1 h得到了亞穩(wěn)態(tài)六方型氧化銦納米棒。研究表明，油酸的存在對合成半水氧化銦前驅(qū)物及最終退火生成六方型氧化銦起關(guān)鍵作用。經(jīng)XRD，TEM，HRTEM表征發(fā)現(xiàn)，所合成樣品退火前為斜方InOOH，直徑為10-30 nm，長度為30-100 nm；退火后為六方氧化銦，其形貌得到保持，直徑略有增大。首次對用六方型氧化銦納米棒制作的氣敏元件進行了氣敏