论文部分内容阅读
本论文采用一种简单、方便、高效的合成Sn02低维特殊结构的制备方法,并分别探索各条件因素对该花状分级结构的影响,此外,对Sn02花状分级结构进行稀土掺杂,并研究掺杂前后材料对气体的敏感性能。本文采用超声水热法合成SnO2花状分级结构,对其进行XRD、SEM、TEM分析和表征且对其进行拉曼光谱、紫外可见光光谱和红外光谱分析,并探索了锡酸钠浓度、反应温度、反应时间、酒精浓度对花状分级结构结构和形貌的影响,最终确定合成花状分级结构的最佳条件。其次,对花状分级结构进行稀土元素(Ce、Pr、Y、La、Eu)掺杂,并用掺杂前后的材料制作成旁热式气体传感器,研究其对丙酮、甲醛、甲醇、异丙醇、氨水、苯、甲苯、二甲苯、93#汽油以及乙醇十种可燃性气体、有毒气体的气体敏感特性。研究结果表明,稀土掺杂能提高气体敏感性,稀土掺杂后,其灵敏度、选择性和响应恢复性均得以提高。在改善工作电压方面,稀土元素掺杂使元件保持较低的最佳工作电压,尤其是掺杂稀土Y后,对电压有很好的改善性,其对乙醇、异丙醇和甲醛的最佳电压均只需要3.5V；在改善气体灵敏度方面,灵敏度均随气体浓度的增大而增大,直到1000ppm时,灵敏度仍然未到达饱和状态。其中,每种稀土元素的最佳掺杂量也不同,稀土Ce和Pr,3%浓度掺杂量对元件表现出极好的气敏性能,如4V的工作电压下,3%浓度掺杂的稀土Ce对浓度为1000ppm的丙酮和异丙醇的灵敏度均在600以上,而稀土Y、La和Eu则是5%浓度掺杂量对元件表现出的气敏性能最好；改善材料的响应恢复特性方面,掺杂稀土Ce后,元件对丙酮的响应恢复性好,掺杂稀土Pr后,元件对乙醇和甲醛的响应恢复性好,掺杂稀土Y后,元件对甲醇、乙醇和异丙醇的响应恢复性好,掺杂稀土La后,元件对乙醇和丙酮的响应恢复性好,掺杂稀土Eu后,元件对甲醇和异丙醇的响应恢复性好。