tio2表面氧吸附特性研究畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-02 05:15本頁面
【正文】 的氧敏特性具有重要意義。在氣敏材料應用方面，TiO2基半導體氣敏材料以其工作溫度低、性能好、制備簡單等優(yōu)勢[3]，成為人們研究和應用中最廣泛的氣敏傳感器材料之一。TiO2是一種主要的半導體過渡金屬氧化物，它具有金紅石、銳鈦礦和板鈦礦3種晶型，其中金紅石結構是相對最為穩(wěn)定的晶型，它也是TiO2的氧敏相。 energy particle。 oxygen sensor。并由模擬理論推測氧氣在半導體表面的吸附量與氧分布呈線性增加。畢 業(yè) 論 文2011屆TiO2表面氧吸附特性研究 TiO2表面氧吸附特性研究摘要 要獲得氧吸附量與溫度、氧分壓的理論變化規(guī)律，首先要根據(jù)經(jīng)典的統(tǒng)計理論，并要結合麥克斯韋速率分布得出吸附過程中O2吸附量的理論模型。在活化能Ea=，TiO2對氧氣吸附的溫度敏感區(qū)域在120—410K之間，而且最佳吸附溫度在370K，這與由金紅石相TiO2所制成氧敏元件的最佳靈敏度所處的工作溫度（378K）相近。關鍵字 TiO2；敏傳感器；氧吸附；量子粒子；活化能A STUDY OF OXYGEN ABSORPTION FOR TiO2ABSTRACT The process of absorption and desorption for oxygen is explained by an energy criterion and classical statistical theory. The relationships between absorbed velocity, temperature and oxygen partial pressure are purposed by using Maxwell velocity distribution and calculating model of concentration for absorbed oxygen. The temperature region for oxygen adsorbed on the surface of TiO2 is in 120K—410K with a active energy (Ea=), and optimal temperature is in 370K. The results are close to the experimental nature, which the oxygen sensor was made by rutile TiO2 and optimal operating temperature is at 378K. And also, it is induced by puter simulation that the absorbed density for oxygen on TiO2 increases linearly with oxygen concentration. Key words TiO2。 oxygen absorption。 active energy目錄 引言TiO2表面氧吸附量的研究是了解TiO2基氣敏傳感器電導率變化規(guī)律的重要理論基礎。TiO2材料應用非常廣泛，如：染料、光敏化材料(光電、光學晶體等材料)、電化學及催化等領域[1, 2]。TiO2材料電導率對氧氣的敏感特性，最早由Gopel等人研究TiO2 (110)單晶的氧敏性后提出的[4]。在合成過程中，TiO2表面易形成氧空位，而呈N型半導體。在某一溫度范圍內，氧氣以分子形式吸附在表面氧空位上，通過導帶電子的轉移，使其成為吸附氧(O2*)[5]；然后，由于鄰近陽離子（Ti4+）的作用，其中一個氧原子留在了氧空位上，而另一個氧原子移到鄰近的陽離子上，由此造成氧分子OO鍵的斷裂，使其成為解離吸附(O2+ 2e → 2O)[6,7]。納米微粒是指顆粒微粒尺寸在1——100nm的超細微粒。納米二氧化鈦因其具有粒徑小表面積大、分散性好、熱導性好、所制懸浮液穩(wěn)定等優(yōu)點。二氧化鈦是金屬鈦的一種氧化物，其分子式是TiO2。其中銳鈦礦型TiO2屬于四方晶系，其晶格=,=。銳鈦礦型TiO2的八面體呈明顯的斜方晶型畸變，Ti—O鍵距離均很小且不等長，**1010m，這種不平衡是TiO2分子極性很強，強極性使TiO2表面容易吸附水分子，使水分子極化而形成表面羧基[11]。圖1. TiO2兩種晶型單元結構圖目前的研究認為，在光照條件下，TiO2表面的超親水性起因于其表面結構的變化；在紫外光的照射下，TiO2價帶電子被激發(fā)到導帶，電子和空穴向TiO2表面遷移，在表面生成電子空穴對，電子與Ti4+反應，空穴則于表面橋氧離子
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