【摘 要】
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气敏传感器能够快速检测微量的易燃易爆和有毒有害气体,在化工生产、环境监控等领域都有重要的应用。目前研究主要以半导体金属氧化物为主,通过材料的电阻变化实现不同类别和
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气敏传感器能够快速检测微量的易燃易爆和有毒有害气体,在化工生产、环境监控等领域都有重要的应用。目前研究主要以半导体金属氧化物为主,通过材料的电阻变化实现不同类别和浓度的气体检测。然而该类材料仍然存在响应灵敏度低,最低检测限高以及检测温度高等缺点。为进一步提高材料气敏响应特性,围绕这些方向,研究者开展了一系列探索。本论文通过掺杂和负载手段分别制备了稀土掺杂氧化铟纳米复合材料和氧化亚铜负载石墨烯气敏材料,以材料的可控制备和提高气敏性能为指标,研究掺杂和负载对气敏性能的影响,并对气敏反应机理加以分析。论文主要内容包括：(1)以PMMA为模板,通过模板法制备三维有序大孔结构(3DOM)的稀土掺杂氧化铟。通过SEM、TEM、XRD、TGA、Raman、ICP、EDS、 XPS等表征手段分析材料的形貌、组成和结构缺陷,探讨煅烧温度、掺杂元素及比例对气敏性能所产生的影响。测试了五种镧系稀土元素掺杂(Tm、 Er、La、Yb、Ce)的3DOM结构氧化铟对乙醇的响应特性。选取性能最佳的Tm掺杂氧化铟,进一步优化稀土元素的掺杂比例。(2)以改进的Hummers法制备氧化石墨烯,并通过水热法制备氧化亚铜负载石墨烯(Cu2O-RGO)复合材料。材料的性能通过AFM、IR、Raman、XRD、XPS等手段进行结构和形貌分析。对制备的两种不同形貌的氧化亚铜复合产物进行NO2气体的气敏性能测试,对气敏响应机理加以推断。为在室温条件下对有毒有害气体的快速检测提供了有效的方法。
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