【摘 要】
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本论文使用改进的Hummer法制备氧化石墨烯（GO）,随后以SnCl4·5H2O,NaOH和GO为原料采用水热法合成类花状SnO2微米球、类珊瑚石状SnO2/石墨烯（S-G）以及Al-SnO2/石墨烯（A-S-G）复合粉体
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本论文使用改进的Hummer法制备氧化石墨烯（GO）,随后以SnCl4·5H2O,NaOH和GO为原料采用水热法合成类花状SnO2微米球、类珊瑚石状SnO2/石墨烯（S-G）以及Al-SnO2/石墨烯（A-S-G）复合粉体材料。对粉体材料进行X-射线衍射（XRD）、场粒子发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线光电能谱（XPS）、N2吸附和拉曼光谱分析（Raman）等结构表征,研究发现,石墨烯（GN）的加入抑制SnO2纳米棒自组装形成SnO2微米球,但适量的Al掺杂和GN的加入,不仅可以促进晶体的形核和生长,还可以获得小尺寸的SnO2纳米棒。N2吸附测试结果显示,GN和Al掺杂的引入都可以增大材料的比表面积,为其优越的气敏性提供有力保证。根据以上结构分析,本文构建了类花状SnO2纳米结构和S-G复合材料分层结构的生长模型。对S-G薄膜型气体传感器进行H2气敏性研究（工作温度区间为:室温RT至180oC,并以空气作为参考气氛,纯H2作为测试气体）。实验结果表明,S-G复合材料气体传感器在最适温度150oC时,对H2灵敏度均优于纯SnO2,并且S-G-2（GN复合量为0.004 g）具有最高灵敏度87.2,该灵敏度比纯SnO2传感器灵敏度高70多倍。本文根据SnO2与石墨烯界面接触形成的Schottky势垒对该体系的气敏机理进行了合理的解释。在此基础上,为了探索此复合材料在H2检测领域的使用性,我们对A-S-G复合材料在1%H2的气氛中进行灵敏度测试（工作温度区间为:室温RT至180oC,并以N2作为参考气氛,1%H2作为测试气体）。研究发现,2 wt%A-S-G在120oC时对1%H2具有最大的响应（0.86）,该响应值约为S-G体系的1.5倍。根据N2吸附和XPS测试结果,本文利用氧化物表面耗尽层理论对Al掺杂S-G的气敏机理进行了深入分析。
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