氧化鋅基納米材料的合成及其氣敏性能(編輯修改稿)
2025-02-08 14:43 本頁面
【文章內容簡介】 高的使用價值。 第四部分 鋁摻雜對 ZnO納米粉體氣敏性能的影響 納米材料的制備 硝酸鋁溶液 硝酸鋅溶液 混合溶液 干凝膠 檸檬酸溶液 溶 膠 攪拌均勻 凝 膠 100℃ 干燥 產 物 500℃ 煅燒 1h 80℃ 恒溫水浴 Al： Zn=:100(:100、 ： 100、 ： 100、 ： 100） 材料的表征 在 ℃ 處的吸熱峰和失重平臺為失去 NO3；℃ 處的放熱峰和失重平臺為Zn2+與檸檬酸之間形成的配合物的化學鍵斷裂以及檸檬酸、乙二醇燃燒完全所致；在 500℃ 后 TGDTA曲線趨于穩(wěn)定，不再有變化，ZnO粉體形成 。 圖 41 ZnO的 TG— DTA曲線 圖 42 各樣品的 XRD圖譜 樣品均為六方晶系纖鋅礦結構。在疊加譜圖上沒有出現 Al2O3譜線，說明 Al2O3已分別固溶于ZnO的晶體缺陷中，形成 Al2O3ZnO固溶體。且衍射峰較為尖銳，說明結晶良好，摻雜并沒有影響晶體的結構。 (a)pure ZnO (b)%Al2O3ZnO (c)%Al2O3ZnO (d) %Al2O3ZnO 材料的表征 圖 43a ZnO的 TEM照片 圖 43a為純 ZnO的 TEM照片，圖 43b為樣品 %Al2O3 ZnO的 TEM照片，擴大倍數為 4萬倍，按比例估算粉體粒徑分別為 20nm左右 。 圖 43b 樣品 %Al2O3 ZnO的 TEM照片 材料的表征 材料氣敏性能分析 圖 45元件對各種氣體的靈敏度 圖 44 氣敏性能與工作溫度的關系 圖 44為不同工作溫度下試樣對體積分數為 %的 氯氣 的靈敏度。隨著工作溫度的升高，元件的靈敏度都是先增大后減小，有一最佳溫度。由圖可知，純 ZnO的最佳溫度為 350℃ ， %、 %、 %、 %Al2O3摻雜的 ZnO的最佳溫度為 290℃ ，而 %Al2O3摻雜的 ZnO的最佳溫度為 240℃ 。 該元件對 氯氣 的選擇性較高，可開發(fā)為有效的氯氣的敏感材料。 44 %鋁摻雜 ZnO對氯氣的響應恢復特性 圖 46 元件的響應 恢復曲線 當通入 30ppm的 Cl2時，元件迅速響應，響應時間為 2s，而恢復時間為30s?？傮w上看，%Al2O3的摻雜使 ZnO對Cl2表現出較高的靈敏度、選擇性和響應。 結論 實驗分析表明，通過溶膠凝膠法制備了 ZnO和摻鋁的 ZnO納米粉體，可得到粒徑較小的納米粒子，該方法具有以下特點：原料的混合在溶液中進行，容易混合均勻，精確控制化學反應的量；以檸檬酸和硝酸鹽為原料，成本低，并且避免了雜質的引入；產物顆粒粒度較小，操作簡單。 以該材料
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