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(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高的使用價(jià)值。 第四部分 鋁摻雜對(duì) 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(chǎn) 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(tái)為失去 NO3；℃ 處的放熱峰和失重平臺(tái)為Zn2+與檸檬酸之間形成的配合物的化學(xué)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(jié)構(gòu)。在疊加譜圖上沒有出現(xiàn) Al2O3譜線，說(shuō)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(shuō)明結(jié)晶良好，摻雜并沒有影響晶體的結(jié)構(gòu)。 (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(kuò)大倍數(shù)為 4萬(wàn)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(duì)各種氣體的靈敏度 圖 44 氣敏性能與工作溫度的關(guān)系 圖 44為不同工作溫度下試樣對(duì)體積分?jǐn)?shù)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(duì) 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(duì)氯氣的響應(yīng)恢復(fù)特性 圖 46 元件的響應(yīng) 恢復(fù)曲線 當(dāng)通入 30ppm的 Cl2時(shí)，元件迅速響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間為 2s，而恢復(fù)時(shí)間為30s?？傮w上看，%Al2O3的摻雜使 ZnO對(duì)Cl2表現(xiàn)出較高的靈敏度、選擇性和響應(yīng)。 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)分析表明，通過(guò)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(diǎn)：原料的混合在溶液中進(jìn)行，容易混合均勻，精確控制化學(xué)反應(yīng)的量；以檸檬酸和硝酸鹽為原料，成本低，并且避免了雜質(zhì)的引入；產(chǎn)物顆粒粒度較小，操作簡(jiǎn)單。 以該材料
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