in2o3納米粉體研究所有專業(yè)-免費(fèi)閱讀
【正文】 與你們一起走過(guò)的繽紛時(shí)代，將會(huì)是我一生最珍貴的回憶。 在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 再者 ,謝謝李培師姐在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中給予我的熱心幫助。 相信 In2O3將會(huì)成為下一個(gè)氣敏材料研究的熱點(diǎn)，隨著其新的氣敏特性的不斷發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，對(duì)半導(dǎo)體氣敏材料和氣體傳感器的發(fā)展將產(chǎn)生明顯地促進(jìn)作用。 利用這種方法所得到的納米顆粒晶化好，粒度小，粒徑分布窄，團(tuán)聚程度輕。 比 較幾種方法制備 的 In2O3 粉體 對(duì)氣體的氣敏性能可以看出 ： 采用不同方法制備的In2O3對(duì)氣體的氣敏性能有很大差異?！?VO. .+ e 隨溫度升高 ， 元件電導(dǎo)急劇增加 ， 高于一定的溫度時(shí) ， G值達(dá)最高。 當(dāng)氣體分子吸附在半導(dǎo)體的表面 ,電 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 子在半導(dǎo)體和吸附質(zhì)之間發(fā)生傳遞 。 可見(jiàn) ，雖然溫度增加，靈敏度下降，但有利于恢復(fù)。其表示方法如下： K=Sl／ S2，其中， S1為材料對(duì)檢測(cè)氣體的靈敏度，本實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)氣體是 Cl2； S2為元件對(duì)干擾氣體的靈敏度，實(shí)驗(yàn)中，選擇的干擾氣體為 NO H2S、甲醛 、 氨水 、 汽油、 乙醇 。當(dāng) Cl2氣體的濃度為 50ppm時(shí)， 靈敏度已達(dá)到 25，當(dāng)氯氣氣體的濃度為 100ppm時(shí)，靈敏度急劇上升 ，達(dá)到 。 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 加熱溫度對(duì)元件靈敏度的影響 圖 5 元件靈敏度與加熱 溫度 的關(guān)系 圖 5為均勻沉淀法制備的 In2O3粉體制得的氣敏元件在 不同 工作溫度下 對(duì)100ppmCl2的靈敏度關(guān)系曲線。 本實(shí)驗(yàn) 測(cè)定未煅燒、經(jīng)過(guò) 500oC 煅燒、 600oC 煅燒的 In2O3粉體粒徑分別為 、 、 ， 結(jié)果表明 粉體粒徑隨 煅燒 溫度的增加逐漸大 。 元件的靈敏度分別用 S=Ra/Rg（還原性氣體）和 S= Rg /Ra（氧化性氣體）表示，其中 Ra、 Rg 分別為元件在空氣中和在被測(cè)氣體中的電阻值。然后 陶瓷管中放置加熱用的鎳鉻絲， 制 成 旁熱式氣敏元件 。靜置陳化， 超聲分散 ， 抽濾， 干燥 。抽濾 ， 干燥 。 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 1 實(shí)驗(yàn)部分 試劑與儀器 實(shí)驗(yàn)試劑 In(NO3)3 In2O3與 SnO ZnO、 Fe2O3相比，具有較寬的禁帶寬度、較小的電阻率和較高的催化活性等特點(diǎn)。 7 元件的選擇性 2 溶劑熱法 .......................................................... 2 微乳液法 .......................................................... 3 溶膠凝膠法 ........................................................ 3 化學(xué)共沉淀法 ...................................................... 3 均勻沉淀法 ........................................................ 3 2 氣敏元件的制備，老化及測(cè)試 ................................................. 3 氣敏元件的制備及老化 .................................................. 3 氣 敏元件的測(cè)試 ........................................................ 4 3. 結(jié)果與討論 ............................................................... 5 樣品的 XRD 測(cè)試 ......................................................... 5 氣敏性能的測(cè)定 ......................................................... 6 制備方法對(duì)元件靈敏度的影響 采用靜態(tài)配氣法測(cè)定材料的氣敏性能發(fā)現(xiàn)所得粉體 均 對(duì) Cl2 具有良好的氣敏性能。 以 均勻沉淀法 制備的 In2O3為基體的氣敏元件 性能最佳， 在 110℃ 的工作溫度下對(duì) 100ppm Cl2氣體的靈敏度高達(dá) 1175，并且具有良好的選擇性 ，響應(yīng)－恢復(fù)時(shí)間短 等特性。 In2O3較小的電阻率可以降低氣敏材料的功耗 ，因此 可以應(yīng)用到可燃?xì)怏w、有毒氣體的檢漏報(bào)警、環(huán)境氣體的監(jiān)控等領(lǐng)域 。 分析純 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 NaOH 分析純 天津市化學(xué)試劑三廠 檸檬酸 分析純 天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠 聚乙二醇 600 分析純 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所 無(wú)水乙醇 分析純 北京化工廠 氨水 分析純 洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠 尿素 分析純 天津市科密試劑開(kāi)發(fā)中心 聚氧乙烯十二烷基醚 正辛烷 正己醇 均為分析純 實(shí)驗(yàn)儀器 電熱鼓風(fēng)干燥箱（天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司） 馬弗爐（上海電機(jī)集團(tuán)實(shí)驗(yàn)電爐廠） 電子天平（梅特勒 .托利多儀器有限公司） 氣敏元件測(cè)試系統(tǒng)（河南漢威電子有限公司） D8X射線衍射儀（德國(guó)布魯克公司） KQ2200DB型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司） 真空抽濾機(jī) （鞏義市英峪儀器廠） 聚四氟乙烯襯底 40mL的反應(yīng)釜 實(shí)驗(yàn) 方法 室溫 固相合成法 準(zhǔn)確稱取適量的 In(NO3)3 600℃ 煅燒兩小時(shí)，研細(xì)即得到 In2O3粉體。 600℃ 煅燒兩小時(shí)即得 In2O3粉體。為了防止涂 敷 的不均勻等原因影響氣敏性能的測(cè)定，每種樣品涂制兩個(gè)氣敏元件 。 圖 2 氣敏元件的測(cè)試系統(tǒng)原理圖 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 3. 結(jié)果與討論 樣品的 XRD 測(cè)試 圖 3 樣品的 XRD 圖譜分析 （ 1 室溫固相合成法； 2 化學(xué)共沉淀法； 3 均勻沉淀法； 4 溶膠凝膠法； 5 溶劑熱法； 6 微乳液法） 圖 3 為樣品的 XRD 圖譜。 由 Scherrer 公式 D= kλ/βcosθ 計(jì)算可知， 六種樣品的粒徑分別 為 、 、 、 、 。 我們測(cè)定了元件在不同加熱 溫度下， 600℃ 煅燒 2h的 元件靈敏度隨著加熱 溫度 的升高大致呈現(xiàn) 先 高 后 低的 趨勢(shì) ，其最大值出現(xiàn)在 110℃ 附近。 空氣中氯氣 含量最高 允許 濃度為 1mg/m3。如圖 7所示 Cl2對(duì)干擾氣體 NO 氨水 、 H2S、乙醇、汽油、甲醛的選擇性分別為 60、 1000、 1000、 1000、 1000、 1000左右 。 4 敏感 機(jī)理 探討 氣敏元件的氣敏效應(yīng)機(jī)理是一個(gè) 復(fù)雜的問(wèn)題，尚處于探索階段。 電子傳遞的結(jié)果是在半導(dǎo)體表面形成電荷耗盡層 ,引起能帶彎曲使逸出功和電導(dǎo)率產(chǎn)生變化 。當(dāng) In2O3暴露于空氣中時(shí) ， 由于吸附氧從材料導(dǎo)帶獲取電子而發(fā)生價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)換 ： O2 (gas) → O2(ads) → O22 (a
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