氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-28 07:48本頁面
【正文】 C的干燥箱中干燥5 h[24]，最后在500186。C的密封干燥干燥箱中，反應24 h，自然冷卻至室溫。具體實驗過程如下： （10 mmol）的二水乙酸鋅和60 ml的去離子水，兩者充分混合，用攪拌機攪拌30 min，再用膠頭滴管向溶液中緩慢滴入4 ml水合肼（聯(lián)氨），再攪拌30 min。 反應釜結構圖 ，由防爆機、減速器、攪拌器及冷卻裝置、接地設備、測溫設備等組成。 掃描電子顯微鏡 (scanning electron microscopy，SEM)的原理是：電子槍發(fā)射電子束，電子束與物質的相互反應，獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息，如形貌、組成、晶體結構等[23]。 nm。X射線一經(jīng)問世就被應用于各個領域，成為研究微觀物質結構的一把利器。X射線衍射儀（XRD）利用衍射原理，可以觀察到某些由于突然減速而使外層電子遷躍的電子流。隨著實驗條件的改變它會分化成分等級結構，實驗過程中的化學方程式：N2H4?H2O=N2H5++OHZn2++4OH=Zn(OH)42Zn(OH)42=ZnO↓+H2O+2OH從上述化學方程式可以看出影響分等級的納米結構的因素有很多：溶液的溫度，PH值，溶液中Zn2+濃度等。在化學反應時，OH 與Zn2+結合生成Zn(OH)2絡合物，Zn(OH)2絡合物脫去一分子的H2O形成ZnO。水合肼（N2H4?H20）又稱水合聯(lián)氨，無色發(fā)煙液體，具有強堿性和吸濕性。 X射線衍射儀（XRD，型號DIFFRACTOMETER6000型），透射電子顯微鏡（TEM，型號: G2 F20 STWIN），掃描電子顯微鏡（SEM，型號LE840EQD，LG Display），反應釜（可自行設定反應溫度，不允許透氣），室溫熒光光譜，去離子水，干燥箱，離心機，馬弗爐[22]。與其他方法相比，水熱法的流程簡單、過程可控并且價格易于接受，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，所得的產(chǎn)物純度高，粒度細膩，是我們研究的重點。 水熱法是指物質在高溫和強壓的水溶液中進行的化學反應。隨著科學技術的發(fā)展，工藝的改進，人們對納米材料的認識不斷加深，采用的方法也越來越合理與先進。 眾所周知，不同的合成方法，會對納米材料的形貌，尺寸產(chǎn)生影響，進而影響到納米材料的性能。目前主要用于一維二維納米材料的制備?；瘜W法包括氣相沉淀法，溶膠凝膠法（Solgel），水熱法[20]。 傳感器的發(fā)展歷程主要經(jīng)歷了三個階段：第一階段——結構型傳感器，這一階段的傳感器制作粗糙，靈敏度不高，也不耐用；第二——固體型傳感器，這一階段傳感器取得了很大發(fā)展，人們制造出了種類繁多的傳感器，性能上也有很大提高；第三階段——智能型傳感器，這一階段的傳感器的制造技術不太成熟，剛剛發(fā)展起來，總的來說越來越智能化。相對于其他傳感器，金屬氧化物半導體氣體傳感器具有許多優(yōu)勢：首先，金屬氧化物氣體傳感器靈敏度高，對于對于污染環(huán)境的殺手——氮的氧化物和硫的氧化物等氣體，靈敏度可以達到ppb等級；其次，反應和恢復時間都很短，以最少幾秒和最多幾十秒的速度讓其他傳感器甘拜下風；而且，金屬氧化物半導體材料都是固體，適合帶出去，也方便進行二次檢測，這是其他傳感器所不具備的優(yōu)勢；耗電量少，使用期限長，電路簡潔易懂，價格適中。薄膜型傳感器主要缺點是制作過程不穩(wěn)定，難以控制，優(yōu)勢是功耗低，污染小，可以大量產(chǎn)出，因而經(jīng)濟效益比較好，受到人們的廣泛關注，是未來傳感器發(fā)展的重點[18]。我們主要用電阻型傳感器，在這三種中，燒結型傳感器因其獨特的優(yōu)勢：開發(fā)研制的早，制作過程可控，便于攜帶，市面上流行的比較多。傳感器的研制、開發(fā)、制造、生產(chǎn)、銷售，帶動了很多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為新的經(jīng)濟增長點，人們爭相研究。缺點是穩(wěn)定性差，受光照，溫度，濕度，氣壓與時間等因素影響較大，需要我們不斷改進技術，以獲得更好的性能。 花狀的納米結構 球形納米結構 ZnO半導體氣體傳感器 半導體氣體傳感器原理 半導體氣體傳感器工作原理是由變化的電導率決定的，電導率隨著溫度、壓強等其他因素變化[17]轉換成電信號反映出來。氧化鋅的前景廣闊，具有極高的研究價值和經(jīng)濟效應。八面體結構很少見，與NaCl結構像似，每個鋅原子周圍有6個氧原子，每個氧原子周圍有6個鋅原子，只有在特高壓的條件下才能形成。從圖中也可以看出，ZnO的晶體結構成中心對稱，因而具有壓電效應和焦熱電效應，因而可用來制作壓電傳感器[13]。ZnO的晶體結構會隨著外界條件的改變而改變。由于雜質能帶的出現(xiàn)會使能帶隙在34 eV之間變化。半導體的禁帶寬度取決于能帶結構[11]。激子束縛能比較高。 ZnO納米材料 ZnO納米材料簡介 ZnO的基本性質 氧化鋅（ZnO）俗稱鋅氧粉、鋅白粉。④ 宏觀量子隧道效應 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應[10]。③ 量子尺寸效應 形成固體的原子的能級和在一起形成了能帶，原子的能級間距很小，因此能帶可以看做是連續(xù)的[10]。表面原子易于其他原子結合，形成穩(wěn)定的結構。如果納米顆粒尺寸減小，會造成表面原子數(shù)量增多。 納米材料()是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍或由他們作為基本單元構成的材料[7]。 納米技術與傳統(tǒng)的微電子技術不同，納米技術利用電子的波動性，研究的是單個的分子、原子，通過對他們的控制來實現(xiàn)設備的特定功能[5]；微電子技術利用電子的粒子性，主要通過控制電子群來實現(xiàn)其功能[6]。1993年，國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。納米技術是通過特定的技術，對納米材料的分子、原子進行特定的排列或加工重組，使之產(chǎn)生新的特性和功能，這樣的技術可以稱之為納米技術。利用這些納米尺度范圍內的若干個原子、分子，對其進行加工，制造成器件設備[4]。形象的說，是一個頭發(fā)徑向的五萬分之一，每根直徑約為1 nm。因此，我國的納米技術與世界同步。納米技術經(jīng)濟效益巨大，各國都爭相開發(fā)研
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