無(wú)機(jī)納米顆粒-石墨烯復(fù)合材料的合成及其氫敏性能研究.pdf

1、氫氣是一種重要的綠色新型能源，但是氫氣很不穩(wěn)定也很易燃。作為一種沒有氣味，沒有顏色，具有可燃性的氣體，氫氣是不能通過(guò)人的感官來(lái)察覺的。因此，在氫氣的生產(chǎn)，儲(chǔ)存，使用和運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中，需要一種能夠快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出氫氣存在和氫氣濃度的傳感器，從而避免發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。石墨烯作為碳納米材料中最重要的一員，因?yàn)槠浞€(wěn)定的理化性質(zhì)，很大的比表面積和優(yōu)良的導(dǎo)電率等特性，常被用作傳感材料。很多研究者已經(jīng)證實(shí)在石墨烯上修飾各種金屬納米顆粒或金屬氧化物后，可以

2、提高石墨烯對(duì)氫氣的傳感性能。本論文探究了氧化鎳/石墨烯，二氧化錫/石墨烯和鉑/石墨烯納米復(fù)合材料的合成及其在氫氣傳感方面的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：
　　1、使用改進(jìn)的Hummers法制備出氧化石墨烯溶液，將氧化鎳納米顆粒與氧化石墨烯溶液混合在一起進(jìn)行超聲，使溶液混合均勻。然后使用冷凍干燥方法結(jié)合熱處理過(guò)程合成NiO/石墨烯納米復(fù)合材料。將納米復(fù)合材料涂在傳感器件上，作成氫氣傳感設(shè)備。在50℃時(shí)研究這種傳感器對(duì)氫氣的傳感響應(yīng)。對(duì)濃度為1

3、％的氫氣的靈敏度為0.64，響應(yīng)時(shí)間為28s，恢復(fù)時(shí)間為142s。通過(guò)7次循環(huán)測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明該傳感器有很高的穩(wěn)定性，選擇性測(cè)試表明該傳感器對(duì)氫氣有很好的選擇性。
　　2、首先用水熱法制備出二氧化錫納米顆粒，將SnO2納米顆粒與氧化石墨烯溶液混合在一起，超聲分散均勻。然后結(jié)合冷凍干燥方法和熱處理過(guò)程合成SnO2/石墨烯納米復(fù)合材料。將納米復(fù)合材料涂在傳感器件上，研究該傳感器對(duì)氫氣的傳感響應(yīng)。在80℃時(shí)，對(duì)濃度為1%的氫氣的靈敏度為1.

4、58，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別為15s和61s。5次循環(huán)測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明該傳感器有很高的穩(wěn)定性，選擇性測(cè)試表明該傳感器對(duì)氫氣有很好的選擇性。
　　3、首先用加熱回流的法制得鉑膠體溶液，將鉑膠體溶液和氧化石墨烯攪拌混合均勻。再結(jié)合冷凍干燥方法和熱處理合成出Pt/石墨烯納米復(fù)合材料。將納米材料涂在特制的傳感器件上面，在溫度為50℃時(shí)進(jìn)行氫氣的響應(yīng)測(cè)試。對(duì)濃度為1%的氫氣的靈敏度為17.8，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別為43s和77s。5次循環(huán)測(cè)試