一、稀土氧化物对α-Fe_2O_3半导体气敏特性的影响（论文文献综述）
金士成,闫爽[1]（2021）在《金属氧化物室温气敏材料的结构调控及传感机理》文中研究说明室温气敏材料能耗低、稳定性好、安全性高,并且有助于简化传感器的器件结构,具有很好的实际应用前景。开发具有优异室温传感性能的气敏材料成为近年来传感领域的研究热点。金属氧化物半导体材料来源广泛、环境友好、结构调控灵活,在室温气体传感性能方面取得一定的进展。本文介绍了金属氧化物气敏材料的发展历程及气体传感机理,详述了各种具有室温气敏性能的金属氧化物纳米结构,重点讨论构建金属氧化物室温传感性能的有效策略和传感机制,并对室温传感材料的未来发展进行了展望。
王诗雨,张莹,梁士明,储向峰[2]（2021）在《三氧化钼纳米材料的制备及气敏性能研究进展》文中指出三氧化钼是一种n型宽禁带过渡金属氧化物,具有特殊的层状结构。近年来,被广泛用于乙醇、甲醛、丙酮、硫化氢、氯气等多种气体的检测监控,具有选择性好、响应恢复时间短和响应值-浓度线性关系好等优点。研究发现,通过改变材料的形貌、与其他半导体材料复合以及用金属或者碳进行掺杂等方法均能有效提高材料的气敏性能,制得性能更好的气敏材料。分析表明,通过贵金属等特定元素掺杂、与石墨烯等材料负载以及与其他种类半导体气敏材料复合等方法,均能有效提升三氧化钼材料的气敏性能。目前,三氧化钼基半导体气体传感器仍然存在灵敏度不够高、选择性不够好、气敏机理尚待完善等问题。本文归纳了三氧化钼纳米材料的最新研究进展,总结了不同种类三氧化钼气敏材料的制备方法,简要分析了三氧化钼气体传感器目前面临的问题,展望了其发展前景。
雷聪[3]（2021）在《ZnO纳米棒阵列的制备及其气敏性能研究》文中研究指明随着人类社会的迅速发展,有害气体带来的环境问题日益严峻。利用高性能气敏传感器对有害气体进行快速高效的监测是解决该类环境污染的前提。在众多的半导体金属氧化物中,由于ZnO制备工艺成熟简单,具有高的电子迁移率和良好的物理化学性能而受到了广泛关注。然而,目前商业化的ZnO气敏传感器存在着工作温度高、灵敏度低、选择性较差等方面的不足,通过改善形貌、掺杂改性、形成P-N结等是提高ZnO气敏材料灵敏度和选择性的有效途径。为此,本文利用水热法在氧化铝陶瓷管衬底上直接生长ZnO纳米棒阵列（以下简称ZnO NRs）,再通过Co离子掺杂对ZnO NRs进行改性,借助X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段表征样品的组成和形貌,通过变化工作温度、气体的种类和浓度来评价样品材料对不同气体的响应,探究ZnO NRs气敏性能变化规律,并对掺杂前后的ZnO NRs的气敏机理进行了分析探讨。以硝酸锌、六次甲基四胺、聚乙烯亚胺、氨水为原料,采用水热法在氧化铝陶瓷管衬底上生长ZnO NRs,研究不同浸渍次数的籽晶溶液对ZnO NRs形貌的影响。结果表明:当浸渍次数为10次时,ZnO NRs密度分布均匀,且纳米棒间隙适中。在工作温度为200℃时,ZnO NRs对100 ppm的H2S气体响应值达到最大为19.547,在100 ppm的9种气体（乙醇、甲醛、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮、H2S、NH3、CO）中,ZnO NRs样品对H2S气体显示出优良的选择性和稳定性。在ZnO NRs的基础上,在生长液中引入硝酸钴,通过一步水热法制备Co掺杂的ZnO NRs。结果表明:当硝酸钴浓度为0.004 M时,纳米棒形貌分布均匀且间隙适中。在100 ppm H2S、200℃条件下,0.004 M响应值达到了 32.982,Co掺杂没有改变ZnO NRs的工作温度和对H2S的选择性,响应值提升了 68.73%,并且显示出优良的稳定性。
郝向阳[4]（2021）在《金属元素掺杂花状In2O3纳米材料的制备及其气敏性能研究》文中研究指明甲醛是一种有毒气体,广泛存在于人们的生产生活当中,对甲醛气体的检测具有重要意义。In2O3是一种n型半导体金属氧化物材料,具有优异的气敏性能,但应用于甲醛检测还存在测试温度较高、灵敏度偏低等问题。为了解决这些问题,论文采用水热合成法制备了三维分层花状In2O3纳米材料,并进行贵金属Pt和稀土 Er元素掺杂改性,表征分析了所制备材料的形貌、结构、化学组分,测试了气敏性能,分析了气敏机理。论文主要工作如下:（1）采用水热合成法制备了一种三维分层花状In2O3纳米材料。其花状形貌规则整齐,直径大小为1μm左右,晶体结构为立方晶系。气敏性能测试结果表明,基于三维分层花状In2O3纳米材料的气体传感器在180℃的工作温度下对50ppm甲醛气体的灵敏度为24,显示出对甲醛气体良好的气敏性能。（2）制备了贵金属Pt掺杂的三维分层花状In2O3纳米材料。测试结果表明,当Pt掺杂浓度为1mol%时对甲醛的气敏性能相对最优,在140℃的工作温度下对50ppm甲醛气体的灵敏度为72,是未掺杂In2O3纳米材料的3倍;对10ppm甲醛气体的响应时间为30s,恢复时间为44s,具有较好的响应恢复特性;在长期的稳定性测试中,灵敏度的波动幅度在5%以内,表现出较好的稳定性。（3）制备了稀土元素Er掺杂的三维分层花状In2O3纳米材料。测试结果表明,得益于三维分层花状形貌的大比表面积和稀土元素Er的掺杂改性,3mol%Er掺杂花状In2O3纳米材料气体传感器在160℃的工作温度下对50ppm甲醛气体的灵敏度为112,与现有文献报道的甲醛气体传感器对比,具有灵敏度高、工作温度低等特点。表明3mol%Er掺杂花状In2O3纳米材料在甲醛气体检测领域具有一定的应用潜力。
田亚玲[5]（2021）在《纳米氧化物增敏的色氨酸和酪氨酸电化学传感器》文中研究表明氨基酸是蛋白质和多肽合成的基本元素,也是重要的生物活性分子,在信号通路和代谢调控中发挥关键作用。色氨酸是婴幼儿正常生长和成人平衡氮的必需氨基酸。人体内的色氨酸过量时,会产生躁动、意识混乱、腹泻、发烧、恶心等,并且血液中色氨酸的水平与肝脏疾病密切相关。酪氨酸是肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺等生物信号分子的重要前体。酪氨酸缺乏与抑郁症有关。因此氨基酸含量的测定在食品和临床应用中具有重要的实际意义。金属氧化物作为重要的电极材料用于各种电化学应用。与其他功能电极材料相比,金属氧化物具有尺寸均匀、形状一致、结晶性明确等特点。不同的制备方法可得到形态不同的金属氧化物,如管状、立方状、线状和纺锤体状,这些都可以调整到所需的应用。石墨烯及改性石墨烯因其大比表面积、高导电性和卓越的电化学活性使其成为构建能量传感器的合适纳米材料。因此本文寻找适合的纳米金属氧化物纳复合改性石墨烯修饰电极测定色氨酸和酪氨酸,设计了三种金属氧化物-改性石墨烯纳米复合材料修饰玻碳电极对色氨酸和酪氨酸进行检测,本课题的主要研究内容如下:（1）利用Cu2O-电化学还原石墨烯（Cu2O-ERGO）复合材料构建色氨酸电化学传感器建立了一种基于Cu2O-电化学还原石墨烯修饰玻碳电极（Cu2O-ERGO/GCE）测定色氨酸的电化学方法。研究了色氨酸在Cu2O-ERGO/GCE的电化学行为。结果表明,色氨酸在Cu2O-ERGO/GCE上的氧化峰电流比在裸GCE处的氧化峰电流有很大提高。优化了支持电解质、p H、扫描速率、富集电位和时间等测定条件。在色氨酸溶液浓度为0.02–20μM范围内,其氧化峰电流与色氨酸浓度成线性关系。检测限为0.01μM（S/N=3）。该方法灵敏、简便。成功地应用于医药和人体样品中色氨酸的测定。（2）利用Co3O4-氮掺杂石墨烯（Co3O4-NRGO）复合材料构建色氨酸电化学传感器用一步水热法制备出Co3O4-NRGO纳米材料,将其修饰在玻碳电极上来测定色氨酸。通过扫描电镜,能量分散光谱,X射线衍射对制备的材料进行表征。讨论了富集电位、富集时间及Co3O4-NRGO在玻碳电极上的负载量对修饰电极测定色氨酸的影响。缓冲溶液的最佳p H=2.52。在色氨酸浓度为0.007–10μM范围内,色氨酸的氧化峰电流与其浓度成正比。检测限为3 n M（S/N=3）。（3）利用α-Fe2O3@Co3O4-氮掺杂石墨烯（α-Fe2O3@Co3O4-NRGO）复合材料构建酪氨酸电化学传感器研究了一种基于α-Fe2O3@Co3O4-NRGO新型复合修饰电极测定酪氨酸的应用。通过扫描电镜,能量分散光谱,X射线衍射对制备的材料进行表征。讨论了富集电位、富集时间对α-Fe2O3@Co3O4-NRGO修饰电极测定酪氨酸的影响。缓冲溶液的最佳p H=2.00。在酪氨酸浓度为0.01–10μM范围内,酪氨酸的氧化峰电流与其浓度成正比。检测限为8.0 n M（S/N=3）。
周文冬[6]（2021）在《p-n型金属氧化物界面电荷层吸附原理与气敏选择性调控》文中认为CO和H2是两种常存在于二次煤气中的气体,这两种气体不仅易燃易爆,CO还具有毒性,因此,必须实时的监测在工业生产过程中泄露到空气中的这两种气体。金属氧化物半导体传感器具有灵敏度高、成本低和便携等优点成为检测气体的最优选择。遗憾的是,由于CO和H2的化学性质非常相似,很难用一种金属氧化物半导体材料对这两种气体进行准确的选择性检测。选择性差这个缺点严重制约了金属氧化物半导体传感技术的发展。本工作瞄准了气体传感器发展的限制环节,在发现了CO和H2在p型金属氧化物半导体和n型金属氧化物半导体表面的吸附活性不同的基础上,提出了可以准确识别CO和H2的p-n型金属氧化物界面电荷层吸附机理,基于该机理,调控了不同体系的p-n异质结构中p型材料和n型材料的浓度来调控电子和空穴的浓度、势垒高度和界面电荷层厚度,来提高p-n异质结构传感器对CO的气敏选择性,甚至能够准确的识别CO和H2。详细的研究内容和结果如下:（1）研究了ZnO和SnO2这两种n型半导体纳米材料的气敏性能。首先,优化了ZnO和SnO2的制备工艺和操作条件,为后续研究ZnO和SnO2基p-n复合材料的气敏性能奠定了基础。另外,ZnO和SnO2对H2的气敏响应大于CO,证明了H2在ZnO和SnO2表面的吸附活性大于CO,由于本文提出的界面电荷层吸附机理基于CO和H2在n型材料和p型材料表面的吸附活性不同,本部分工作也证明了我们提出的机理的可靠性。（2）通过调控复合材料中n型材料和p型材料的比例来调控复合材料中电子和空穴的浓度,研究了具有不同组成的n-SnO2/p-x CuO和n-ZnO/p-x CuO纳米复合材料的气敏性能。随着复合物中x值的增大,复合材料对CO和H2的气敏性能均由n型变为p型。在p-n变换处的复合材料（n-SnO2/p-2.78CuO和n-ZnO/p-0.429CuO）比具有其它组成的复合材料对CO具有更高的气敏选择性。上述研究结果证明了本文提出的方法的可行性,通过调控p-n复合材料的组成可以提高对CO的气敏选择性。（3）构筑了n-ZnO/p-x NiO复合材料并研究了不同组成的复合材料对CO和H2的气敏性能,随着复合中x值的增大,复合材料对CO和H2的气敏性能均由n型变为p型。在p-n转换的临界处的n-ZnO/p-0.425NiO复合材料在550oC烧结的条件下和350oC的测试温度下对CO呈现p型响应,对H2呈现n型的响应,该材料可以准确的识别CO和H2。利用本文提出的p-n型金属氧化物界面电荷层机理对上述现象成功的进行了解析。上述工作验证了我们提出的机理的可行性和方法的有效性,为实现对CO和H2这两种性质相似的气体的选择性识别提供了新方法和新线索。
张建霞[7]（2021）在《铁氧化物半导体材料微观结构调控及其气敏传感器应用》文中指出随着工业化和城市化的快速发展,以PM2.5为特征的大气污染问题日益突出,威胁着人们的健康。挥发性有机化合物（VOCs）是形成细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等二次污染物的重要前体,它们会导致雾霾、光化学烟雾等大气环境问题。大多数挥发性有机化合物,如甲苯、甲醛和丙酮,具有刺激或独特的气味,可致畸甚至致癌。基于半导体氧化物（SMO）的气敏传感器是与人类健康、空气污染和安全保护领域相关的最有前景的实用检测设备之一,其主要优点是高灵敏度、快速响应和恢复动态、易于操作和低成本。气敏材料是金属氧化物半导体传感器的重要组成部分,在众多的金属氧化物气敏材料中,氧化铁（α-Fe2O3）纳米材料传感器具有结构稳定、耐腐蚀等优点受到了很多的关注。但是,纯α-Fe2O3材料由于形貌的原因,电子交换很少,因此工作电阻大,灵敏度低,不利于用作气敏材料。因此,为了提高其气敏性能,α-Fe2O3半导体材料通过掺杂其它元素、多孔化、疏松化等结构和形貌的控制是未来的发展方向。本文以α-Fe2O3半导体材料作为研究对象,采用不同的方法对α-Fe2O3半导体材料的形貌和结构进行了调控,从而明显提高了基于α-Fe2O3半导体材料传感器的气敏性能。同时对其提高的敏感机理进行了研究。本文具体研究内容包括以下四部分:一、通过简单的水热和煅烧的方法在不添加模板的情况下制备了纳米片组装的层状多孔花状α-Fe2O3。而高孔隙率α-Fe2O3因其独特的结构而一直备受关注。扫描电镜（SEM）形貌表征结果表明,随着煅烧温度（400°C,450°C,500°C,550°C,600°C）的升高由纳米片组装的层状花状α-Fe2O3出现更多的孔洞。氮吸附脱附和X射线光电子能谱（XPS）研究表明,当煅烧温度为500℃时,分层花状α-Fe2O3的具有最大的比表面积（52.19m2/g）和最多的表面氧空位。比较了基于不同煅烧温度下分层花状α-Fe2O3气敏传感器的气敏性能,随着煅烧温度的升高,样品对100ppm丙酮的灵敏度先增大后减小,当煅烧温度为500℃时达到最大值（44.2）,其响应和恢复时间分别为4s和25s。此外,在500℃煅烧的分层多孔花状α-Fe2O3传感器还展现了较低的工作温度（210℃）、低的检测浓度（200ppb丙酮灵敏度为2.0）和好的选择性能。这些优良的气敏性能主要是由于其多孔结构、大的比表面积和丰富的表面氧空位,使其成为一种很有前途的丙酮传感器材料。二、传感材料的结构和表面特性被认为是制作金属氧化物半导体气敏传感器的主要因素。利用一步水热技术对α-Fe2O3半导体材料的形貌进行了有效调控。研究显示,乙二醇的用量对产物的形貌有很大的影响。从扫描电镜（SEM）照片可明显看出,随着乙二醇浓度的变化（从30ml到110ml）,产物由杂乱的二维纳米片转变成由规整纳米片组装成的三维多孔α-Fe2O3微米花结构。当乙二醇浓度为70ml时,三维多孔α-Fe2O3微米花结构最为均匀和完善。氮吸附-脱附和XPS分析结果表明,此时其比表面积最大（63.69m2/g）,表面的氧空位和氧吸附位点最多。进一步的气敏实验表明,该条件下的三维多孔α-Fe2O3微米花结构的气敏性能最好。在较低的工作温度（210℃）下,三维多孔α-Fe2O3微米花（70 ml乙二醇）对100 ppm丙酮的灵敏度（49.4）最高,其它乙二醇浓度制备的材料对同浓度丙酮的灵敏度分别为8.2/30 ml、14.7/40 ml、38.4/50 ml、36.7/90 ml、10.3/100ml、4.8/110 ml。此外,三维多孔α-Fe2O3微米花（70 ml乙二醇）还展现了优异的选择性、短的响应/恢复时间（1 s/31 s）、较低的检测下限（0.2 ppm丙酮的灵敏度为2.2）和良好的稳定性。通过对α-Fe2O3半导体材料有效调控成由规整纳米片组装成的三维多孔α-Fe2O3微米花结构,其气敏性能显着提高了,气敏性能提高的主要原因是形貌的改变、晶粒尺寸的减小、氧空位和比表面积的增加。三、采用简单的水热-煅烧法制备了一种由Eu3+修饰的α-Fe2O3复合微米花状结构的气敏材料。为了进行比较,用相同的方法制备了纯α-Fe2O3微米花。扫描电子显微镜（SEM）图像显示,样品是由许多薄纳米片包围成一个松散的三维花状结构。用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）及氮气吸附脱附研究了样品的结构和比表面积情况,Eu3+修饰的α-Fe2O3复合微米花具有更多的表面氧空位缺陷和更大的比表面积,这对于材料气敏性能的提高是非常有益的。对基于纯α-Fe2O3和Eu3+修饰的微米花传感器的气敏性进行了系统测试。Eu3+修饰的α-Fe2O3复合微米花气敏传感器对含有50 ppm丙酮气体的灵敏度为83,是纯α-Fe2O3微米花传感器灵敏度的四倍（19）,而且该传感器还具有短的响应时间（4秒）和恢复时间（38秒）。此外,Eu3+修饰的α-Fe2O3复合微米花传感器对丙酮还拥有低的检测下限0.1 ppm（其灵敏度约为2.1）、低的工作温度（145°C）及良好的选择性。Eu3+的高催化活性是提高气敏性能的主要原因。四、利用水热技术制备了由纯纳米片和掺锶纳米片组装而成的三维层状α-Fe2O3微米花。SEM形貌表征结果表明,Sr的引入使得微米花由更多层纳米片组装而成。XPS分析表明,Sr的引入使得能提供更多的表面氧空位缺陷和氧吸附位点,有利于气敏性能的提高。气敏测试结果表明,在低温（220℃）下,碱土金属元素Sr掺杂的α-Fe2O3三维层状微米花传感器对100 ppm乙醇的灵敏度（82.1）是纯α-Fe2O3三维层状微米花传感器对同浓度乙醇灵敏度（34.5）的2.37倍。而且,三维层状Sr掺杂的α-Fe2O3微米花传感器还展现了短的响应时间/恢复时间(（3 s/22 s）、低的检测下限0.2ppm（灵敏度为1.8）和优异的选择性能。因此,Sr的引入显着提高了α-Fe2O3微米花对乙醇的气敏性能。
杨浩月[8]（2021）在《Au负载金属氧化物纳米结构的制备、调控及其气敏性能研究》文中认为近年来工业及社会经济的飞速发展让人们享受了生活质量提高的同时,也带来了严重的空气污染问题,尤其是毒害气体的排放对人们的身心健康及财产安全产生了极大的威胁。因此,越来越多的研究人员致力于开发高效检测有毒有害气体的检测装置,气体传感器由于易制备、成本低、体积小等优点在气体检测领域得到了广泛应用。作为决定气体传感器性能的核心部分,敏感材料的选择也成为了主要的研究对象。目前,基于金属氧化物半导体材料（MOS）的气体传感器由于具有灵敏度高以及稳定性好等优点而广泛应用于检测危害气体。然而受到材料的自身特性限制,MOS基传感器普遍表现出选择性差、响应和恢复慢等缺陷。同时,金属有机框架材料（MOFs）由于具有比表面积大、多孔及孔径可调、结构多样性等优点成为了最受欢迎的材料之一。但是大多数MOFs都存在导电性差、氧化还原活性差的问题,阻碍了其作为气敏材料的发展。而研究表明,通过对MOFs材料进行高温热处理得到的MOF衍生物不仅保持了MOFs材料原有的优点,还表现出更好的导电性、稳定性及气体传感性能,已经成为气体传感领域的研究热点。另一方面,针对单一气敏材料在灵敏度和检测限等方面的局限性,形貌调控、构建异质结以及贵金属（金、钯、铂等）负载也是常用的提高传感器气敏性能的方法。因此,制备基于贵金属掺杂金属有机框架衍生物的气体传感器有极大的应用潜能。本论文具体研究成果如下:（1）为了研究Au含量对α-Fe2O3传感器性能的影响,采用水热法制备了不同量的Au NPs（0,0.25 mol%,0.5 mol%,1 mol%）负载α-Fe2O3纳米盘结构气体传感器。表征与气敏测试结果表明0.5 mol%Au为最佳负载量,表现为在最佳工作温度275℃下对100 ppm丙酮的响应达到19.5,并具有最快的响应和恢复速度。（2）采用溶剂热法制备了十二面体ZIF-8/ZIF-67前驱体模板,通过后续热处理合成了（0,1 mol%,2 mol%,3 mol%,4 mol%）Au@ZnO/Co3O4中空十二面体复合结构。由气敏性能测试发现对于50 ppm正丁醇气体,ZnO/Co3O4中空十二面体传感器在最佳工作温度（240℃）下的灵敏度为17.8;经过Au掺杂后,传感器的气敏性能明显提高,且2 mol%Au掺杂的传感器在200℃的最佳工作温度下对50 ppm正丁醇的响应值达到95.5,最低检测限达到1 ppb,响应和恢复时间仅需11 s和16 s,表现出优异的正丁醇传感性能。（3）为了研究不同形貌对敏感材料气敏性能的影响,通过采用不同制备方法并调整金属离子（Zn、Co）与有机配体的比例,合成了多面体（0,0.25 mol%,0.5 mol%,1mol%）Au NPs@ZnO/Co3O4复合结构传感器。对其进行了气敏性能研究,结果表明多面体ZnO/Co3O4传感器在最佳工作温度（260℃）下对100 ppm三乙胺的响应值达到了102.9,远远超过其他被测气体;且在所有传感器中,0.5 mol%Au@ZnO/Co3O4传感器的气敏性能最好,在最佳工作温度240℃下对100 ppm三乙胺的最高响应值达到628.84,响应和恢复速度最快为2 s和7 s,并表现出良好的选择性和重复性。（4）利用表面电荷模型分析了Au@α-Fe2O3纳米盘结构以及Au@ZnO/Co3O4复合结构传感器的气敏机理:空气中的氧分子通过捕捉自由电子而成为敏感材料表面的吸附氧离子,进而与被测气体分子发生化学反应,通过测量反应前后传感器的电阻变化得到其响应值;对于ZnO/Co3O4传感器,ZnO和Co3O4接触面形成的p-n异质结加剧了敏感材料内部的电子流动,增大了传感器的初始电阻;此外,Au NPs的电子敏化和化学敏化的协同作用提高了传感器的气敏性能。
张楠[9]（2021）在《MOFs模板法制备的金属氧化物复合材料的气体传感特性的研究》文中研究指明目前,社会正处于高速发展的信息时代,信息的获取是不可或缺的。然而有一些信息通常不易从人体感官中轻易获得,例如紫外线,无色无味的气体等,因此传感技术应运而生,作为信息技术的一部分,传感器已经在当今社会中逐渐凸显其作用,并且是获取信息的主要途径和手段。近年来,气体传感器的应用越来越广泛,对性能产生了更高的要求,例如在环境监测中需要快速的响应恢复时间,在医疗诊断方面需要低的检测下限等。因此探索基于半导体金属氧化物（SMO）的气体传感器的制备与改性方法对推进其应用具有重要意义。本论文瞄准金属有机骨架（MOF）种类多元化、富含缺陷态、可以作为自模板的优势,合成了不同体系的锌基、钴基、铁基金属有机骨架,并将这些金属有机骨架作为自模板合成金属氧化物以检测多种挥发性有机化合物（VOCs）。通过表面修饰,构建异质结构等手段,提升了半导体传感器的敏感性能。此外,本论文通过密度泛函理论（DFT）计算了材料的吸附能,能带结构以及电子转移现象,这些对于深入研究敏感机制是十分重要的。本论文使用MOFs为自模板制备了多种金属氧化物气敏材料,然后测试了乙醇、丙酮和甲醛等典型VOCs的敏感性能,然后通过DFT计算与实验相结合的方法研究了金属氧化物的吸附性能,主要内容包括:1、采用水热法合成MIL-53（Fe）前驱体,然后通过浸渍法在MIL-53（Fe）表面修饰Fe-La氢氧化物前体,并通过在空气中进行热退火将MIL-53（Fe）/Fe-La氢氧化物复合前驱体转化为LaFeO3/α-Fe2O3多孔纳米八面体。多种表征手段用于研究纳米八面体的结构和形态。结果表明LaFeO3/α-Fe2O3材料独特的多孔结构有利于气体分子在材料表面和内部的传输。然后,对所合成的材料进行了气敏性能测试,结果显示:LaFeO3/α-Fe2O3复合材料具有高灵敏度,对100 ppm丙酮的响应达到了21,比纯α-Fe2O3的响应提高了3倍,并且对丙酮有良好的选择性,快速的响应和恢复时间以及在230°C下的多次循环中保持稳定,而且该传感器还具有出色的可逆性和选择性。此外,通过密度泛函理论（DFT）计算发现,相比于α-Fe2O3（110）晶面,LaFeO3（121）晶面对氧气具有较强的吸附能(ΔEads=-0.95),并且对丙酮的吸附能(ΔEads=-2.63)要高于乙醇(ΔEads=-0.15),揭示了LaFeO3/α-Fe2O3复合材料对丙酮的选择性提升的原因。2、为了使整个复合材料的反应位点最大化,引入了化学式为MxII[MyIII（CN）6]z·H2O的新型普鲁士蓝类似物（PBA）作为MOF外层材料,从而实现器件更好的气敏性能。因此,选用ZIF-67作为自模板,合成了Co3O4/CoFe2O4双壳纳米立方体（CCFO DSNC）。为了研究CCFO DSNC的形态和结构,采用了一系列表征技术。Co3O4/CoFe2O4双壳纳米立方体材料由纳米颗粒组装而成,大小均一,直径约为500 nm,且具有多孔结构。并且系统研究了CCFO DSNC的气敏特性,分别测试了不同的工作温度和目标气体浓度对纯Co3O4,CoFe2O4以及CCFO DSNCs复合材料气敏性能的影响,测试结果显示在139°C下CCFO DSNCs复合材料对10 ppm甲醛具有更大的气体响应（Rg/Ra=12.9）,更高的选择性(S甲醛/二甲苯=2.6)和较低的检测下限（300 ppb）。通过DFT研究了Co3O4/CoFe2O4双壳纳米立方体可能的气敏机理。CoFe2O4（311）面对化学吸附的O2分子的吸附能(ΔEads=-1.35 e V)大于Co3O4（311）面(ΔEads=-0.78 e V),并且CoFe2O4（311）面对甲醛的吸附能(ΔEads=-2.42 e V)也高于二甲苯(ΔEads=-1.36 e V)。因此,Co3O4和CoFe2O4的复合在改善对甲醛的传感性能方面起着重要作用。增强的气敏性能归因于多孔和中空的内部结构,CoFe2O4对甲醛的催化氧化作用以及Co3O4与CoFe2O4之间的异质结构。3、由于两步法制备的样品耗时较长并且可能导致材料的结晶性较差,这些缺点会导致器件的长期稳定性不佳或者恢复时间较长,不利于大规模的应用。因此,考虑到通过简便的共沉淀法合成结晶度较好的复合材料,使用普鲁士蓝类似物（PBA）作为自模板,由于PBA中的二价(ZnII)和三价金属离子(CoIII)的化学计量比为3∶2,因此将钴氰化锌普鲁士蓝类似物(Zn3II[CoIII（CN）6]2·H2O)作为MOF前驱体进行高温煅烧会形成含有金属氧化物（ZnO）和尖晶石结构（ZnCo2O4）的复合结构。通过改变热处理温度以获得不同的ZZCO MS的微观结构,与500°C下煅烧相比,在700°C下煅烧形成的ZZCO样品具有更大的比表面积,丰富的空隙和内部空间,这可以增加材料的活性位点并加快气体分子的扩散。为了进一步获得性能优良的甲醛敏感材料,采用贵金属粒子PdO对ZnO/ZnCo2O4复合微球的表面进行了修饰,获得了高性能的甲醛敏感材料。经PdO修饰后的ZnO/ZnCo2O4复合微球形貌并未改变,且PdO在ZnO/ZnCo2O4复合微球表面均匀分散,粒径约为10 nm。修饰PdO后,PdO-ZZCO MSs在139°C下表现出最佳的甲醛感测行为,包括对100 ppm甲醛的更高的气体响应（S=26.9）,更好的选择性(S甲醛/乙醇=5)和较低的检测下限（200 ppb）。提高的气体传感特性归因于ZnO和ZnCo2O4之间形成的异质结构,PdO纳米颗粒的催化作用和“溢出效应”。此外,通过DFT理论计算,甲醛更易吸附在PdO的（101）晶面,这也揭示了在修饰PdO纳米粒子之后,PdO-ZZCO MSs样品对甲醛的选择性增强的原因。受此类材料优异的感测特性的启发,可以合理地预测,这项研究将为基于MOF衍生的SMO的先进气体传感器的开发提供新的机会。
周子业[10]（2021）在《基于CuO的气敏传感器性能研究与应用》文中研究表明随着社会的发展,人们生活水准的提升,环境的问题成为了人们关心的重点。其中大气问题尤为严重,比如大量工厂排放污染气体造成雾霾、酸雨、温室效应等问题。气敏传感器是一种可以检测有害气体的元件,它最重要的组成成分之一是气敏材料。金属氧化物半导体材料是气敏材料中的一种类型,因为它的灵敏度高、响应恢复速度快等特点,受到研究人员的普遍注意,成为了气敏传感器研究的主流方向。而CuO作为金属氧化物半导体材料的一种,对于乙醇、氨气、二氧化氮、硫化氢等多种有害气体都较为敏感,也被广泛深入研究。本文使用水热法及退火处理制备了具有各种表面形貌结构的MOF结构CuO样品、棒状MOF结构CuO样品和掺杂钇离子的棒状MOF结构CuO样品,并且对每种样品都实行了三甲胺气体的气敏性能测试。设计并制作了实物棒状MOF结构CuO的气敏传感器,搭建了数据采集系统,并进行了测试实验,验证了其实用性。本文主要工作如下:1.以Cu Cl2与Cu（NO3）2为铜源,采用水热法以及退火处理制备了几种MOF结构CuO样品,对其形貌结构的特征进行观察、描述,并对50ppm三甲胺气体的气敏性能进行了测试。结果表明,制备的MOF结构CuO材料的形貌结构较差,对于50ppm三甲胺气体的响应值在120℃时达到了最高值为2.1,响应时间为2s,恢复时间为14s。2.以Cu（NO3）2为铜源,在原材料中添加了表面催化剂CTAB、PVP,采用水热法以及退火处理制备出了棒状MOF结构CuO样品。通过XRD分析其物相组成,并且使用SEM来观测其形貌结构,最后用该样品制成CuO半导体气敏传感器,对50ppm三甲胺气体的气敏性能进行了测试。在棒状MOF结构CuO的基础上,掺杂了钇离子制备出了CuO样品。使用SEM来观测其形貌结构,并且对50ppm三甲胺气体进行了气敏性能测试。实验结果表明,两种材料在110℃时对50ppm三甲胺气体的响应值达到最高分别为3.9和4.7,但是在此温度材料的恢复性能不好。在140℃时,对50ppm三甲胺气体的响应值稍差,但具有较好的响应与恢复性能,响应时间为9s,恢复时间为16s。此外,还进行了测试选择性和稳定性的实验,证明了棒状MOF结构CuO材料具有良好的选择性和很好的稳定性。3.通过搭建的数据采集系统对不同浓度三甲胺气体进行了气敏性能测试实验,得到了气敏传感器的电压响应,并且进行了数据拟合。实验结果表明,气敏传感器电压响应的趋势与棒状MOF结构CuO材料的灵敏度曲线趋势相同,说明其实用性很好。根据实验数据拟合出三甲胺气体浓度与电压响应、响应时间与恢复时间之间的关系曲线,反映出三甲胺气体浓度对气敏传感器气敏性能的影响。
二、稀土氧化物对α-Fe_2O_3半导体气敏特性的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、稀土氧化物对α-Fe_2O_3半导体气敏特性的影响（论文提纲范文）
（1）金属氧化物室温气敏材料的结构调控及传感机理（论文提纲范文）
| Contents |
| 1 引言 |
| 2 MOS气敏材料的发展历史 |
| 3 MOS气敏材料的工作原理 |
| 4 MOS室温气敏材料构筑方法 |
| 4.1 单一金属氧化物纳米结构构筑 |
| 4.1.1 金属氧化物纳米结构调控方法及增敏机制 |
| (1)小尺寸效应 |
| (2)晶间结效应 |
| (3)非化学计量氧化物 |
| (4)暴露高能晶面 |
| 4.1.2 室温MOS气敏材料典型纳米结构 |
| (1)一维纳米结构 |
| (2)二维纳米结构 |
| (3)三维等级结构 |
| 4.2 金属氧化物的异质结构构筑 |
| 4.2.1 金属-金属氧化物异质结构 |
| (1)贵金属掺杂金属氧化物 |
| (2)过渡金属掺杂金属氧化物 |
| 4.2.2 金属氧化物复合结构 |
| 4.2.3 功能材料复合 |
| 4.3 光辅助气敏材料 |
| 5 结论及展望 |
（2）三氧化钼纳米材料的制备及气敏性能研究进展（论文提纲范文）
| 1 不同结构的MoO3产物 |
| 1.1 零维和一维纳米结构 |
| 1.2 二维和三维纳米结构 |
| 2 含有其他元素的MoO3产物 |
| 2.1 元素掺杂 |
| 2.2 材料的负载 |
| 2.3 半导体复合 |
| 3 结语与展望 |
（3）ZnO纳米棒阵列的制备及其气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 气体传感器 |
| 1.2.1 半导体气敏传感器 |
| 1.2.2 电化学气体传感器 |
| 1.2.3 接触燃烧式气体传感器 |
| 1.2.4 红外气体传感器 |
| 1.3 半导体金属氧化物气敏传感器 |
| 1.3.1 简介 |
| 1.3.2 气敏性能指标 |
| 1.3.3 研究现状 |
| 1.4 氧化锌的基本结构与性质 |
| 1.5 纳米氧化锌的制备方法 |
| 1.5.1 水热法 |
| 1.5.2 电化学生长法 |
| 1.5.3 化学气相沉积法(CVD) |
| 1.5.4 溶胶凝胶法 |
| 1.6 氧化锌气敏传感器改进方法 |
| 1.6.1 贵金属掺杂 |
| 1.6.2 非贵金属掺杂 |
| 1.6.3 与P型半导体复合 |
| 1.6.4 与N型半导体复合 |
| 1.6.5 石墨烯改性 |
| 1.6.6 形貌改善 |
| 1.7 研究的目的及意义 |
| 2 实验过程 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.3 实验过程和技术路线 |
| 2.3.1 ZnO NRs/Al_2O_3陶瓷管的制备 |
| 2.3.2 Co掺杂的ZnO NRs/Al_2O_3陶瓷管的制备 |
| 2.4 结构表征与气敏性能评价 |
| 2.4.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.3 能谱仪(EDS) |
| 2.4.4 气敏性能测试 |
| 3 ZnO NRs/Al_2O_3陶瓷管的制备及气敏性能研究 |
| 3.1 ZnO NRs的微观形貌 |
| 3.2 ZnO NRs的晶体结构 |
| 3.3 ZnO NRs/Al_2O_3的气敏性能 |
| 3.3.1 工作温度 |
| 3.3.2 浓度特性 |
| 3.3.3 响应恢复曲线 |
| 3.3.4 选择性 |
| 3.3.5 循环稳定性 |
| 3.3.6 电阻 |
| 3.4 气敏机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Co掺杂的ZnO NRs/Al_2O_3陶瓷管的制备及气敏性能研究 |
| 4.1 Co掺杂的ZnO NRs的微观形貌 |
| 4.2 Co掺杂的ZnO NRs的晶体结构 |
| 4.3 Co掺杂的ZnO NRs/Al_2O_3的气敏性能 |
| 4.3.1 工作温度 |
| 4.3.2 浓度特性 |
| 4.3.3 响应恢复特性 |
| 4.3.4 选择性 |
| 4.3.5 循环稳定性 |
| 4.3.6 综合气敏性能对比 |
| 4.3.7 电阻 |
| 4.4 不同浓度Co掺杂ZnO NRs的气敏机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文与获得奖励 |
（4）金属元素掺杂花状In2O3纳米材料的制备及其气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半导体金属氧化物气体传感器 |
| 1.2.1 半导体金属氧化物气体传感器的敏感机理 |
| 1.2.2 半导体金属氧化物气体传感器的性能指标 |
| 1.2.3 半导体金属氧化物气体传感器的性能改进方法 |
| 1.3 In_2O_3纳米材料 |
| 1.3.1 In_2O_3材料的基本性质 |
| 1.3.2 In_2O_3纳米材料在气敏方向的研究进展 |
| 1.4 本论文的研究目的和主要研究内容 |
| 2 In_2O_3纳米材料的制备方法及表征手段 |
| 2.1 水热合成法 |
| 2.2 实验试剂及仪器 |
| 2.3 In_2O_3纳米材料的表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.3 氮气吸脱附测试(BET) |
| 2.3.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4 气敏性能的测试 |
| 2.4.1 半导体金属氧化物气体传感器的制备 |
| 2.4.2 气敏测试系统 |
| 3 水热法制备花状In_2O_3纳米材料及其气敏性能研究 |
| 3.1 花状In_2O_3纳米材料的制备 |
| 3.2 花状In_2O_3纳米材料的表征分析 |
| 3.3 花状In_2O_3纳米材料的气敏性能测试 |
| 3.3.1 温度-灵敏度特性 |
| 3.3.2 响应恢复特性 |
| 3.3.3 气体选择特性 |
| 3.3.4 线性度特性 |
| 3.3.5 稳定特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 贵金属Pt掺杂花状In_2O_3纳米材料的制备及其气敏性能研究 |
| 4.1 贵金属Pt掺杂花状In_2O_3纳米材料的制备 |
| 4.2 贵金属Pt掺杂花状In_2O_3纳米材料的表征分析 |
| 4.3 贵金属Pt掺杂花状In_2O_3纳米材料的气敏性能测试 |
| 4.3.1 温度-灵敏度特性 |
| 4.3.2 响应恢复特性 |
| 4.3.3 气体选择特性 |
| 4.3.4 性线度特性 |
| 4.3.5 稳定特性 |
| 4.4 贵金属Pt掺杂花状In_2O_3纳米材料的气敏机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 稀土Er掺杂花状In_2O_3纳米材料的制备及其气敏性能研究 |
| 5.1 稀土Er掺杂花状In_2O_3纳米材料的制备 |
| 5.2 稀土Er掺杂花状In_2O_3纳米材料的表征分析 |
| 5.3 稀土Er掺杂花状In_2O_3纳米材料的气敏性能测试 |
| 5.3.1 温度-灵敏度特性 |
| 5.3.2 响应恢复特性 |
| 5.3.3 线性度特性 |
| 5.3.4 气体选择特性 |
| 5.3.5 稳定特性 |
| 5.3.6 与其它气体传感器的性能比较 |
| 5.4 稀土Er掺杂对气敏性能的影响机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）纳米氧化物增敏的色氨酸和酪氨酸电化学传感器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氨基酸的检测意义 |
| 1.2 常见氨基酸分析方法 |
| 1.2.1 紫外检测 |
| 1.2.2 荧光检测 |
| 1.2.3 质谱分析 |
| 1.3 电化学传感器 |
| 1.3.1 电化学传感器组成原理 |
| 1.3.2 电化学分析技术 |
| 1.3.3 常见修饰电极 |
| 1.4 纳米材料在电化学传感器中的应用 |
| 1.4.1 碳基材料 |
| 1.4.2 金属类纳米材料 |
| 1.4.3 导电聚合物纳米材料 |
| 1.5 本课题的研究目的、意义和研究内容 |
| 1.5.1 本课题的研究目的和意义 |
| 1.5.2 本课题的研究内容 |
| 第二章 基于纳米Cu_2O-还原氧化石墨烯复合电极色氨酸的电化学传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 仪器设备 |
| 2.2.3 Cu_2O和Cu_2O-GO复合材料的制备 |
| 2.2.4 修饰电极的制备 |
| 2.2.5 电化学测量 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同材料的形貌与晶相表征 |
| 2.3.2 不同电极的电化学性能 |
| 2.3.3 色氨酸的电化学行为 |
| 2.3.4 扫描速率的影响 |
| 2.3.5 色氨酸检测条件的优化 |
| 2.3.6 标准曲线与检出限 |
| 2.3.7 抗干扰性能 |
| 2.3.8 重复性、重现性、稳定性 |
| 2.3.9 实际样品检测应用 |
| 2.4 结论 |
| 第三章 基于Co_3O_4功能化氮掺杂石墨烯复合电极色氨酸的电化学传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.2.3 Co_3O_4-NRGO的制备 |
| 3.2.4 修饰电极的制备 |
| 3.2.5 电化学测量 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 NRGO和 Co_3O_4-NRGO的形貌与晶相表征 |
| 3.3.2 不同电极的电化学性能 |
| 3.3.3 色氨酸的电化学行为 |
| 3.3.4 富集条件及负载量影响 |
| 3.3.5 pH的影响 |
| 3.3.6 标准曲线与检出限 |
| 3.3.7 抗干扰性能 |
| 3.3.8 重复性、重现性和稳定性 |
| 3.3.9 实际样品检测应用 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 基于α-Fe_2O_3@Co_3O_4-NRGO复合电极酪氨酸的电化学传感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 仪器设备 |
| 4.2.3 α-Fe_2O_3@Co_3O_4-NRGO的制备 |
| 4.2.4 修饰电极的制备 |
| 4.2.5 电化学测量 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同材料的形貌与晶相表征 |
| 4.3.2 不同电极的电化学性能 |
| 4.3.3 酪氨酸的电化学行为 |
| 4.3.4 富集条件的影响 |
| 4.3.5 pH的影响 |
| 4.3.6 标准曲线与检出限 |
| 4.3.7 抗干扰性能 |
| 4.3.8 重复性、重现性和稳定性 |
| 4.3.9 实际样品检测应用 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间的主要成果 |
| 致谢 |
（6）p-n型金属氧化物界面电荷层吸附原理与气敏选择性调控（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金属氧化物气体传感器概述 |
| 1.2.1 金属氧化物气敏传感器的发展和分类 |
| 1.2.2 金属氧化物气体传感器的气敏性能指标 |
| 1.2.3 金属氧化物半导体传感器的气敏机理 |
| 1.3 p-n型金属氧化物气体传感器 |
| 1.3.1 p-n型金属氧化物气体传感器的制备方法 |
| 1.3.2 p-n型金属氧化物气体传感器的应用 |
| 1.3.3 p-n型金属氧化物气体传感器的气敏机理 |
| 1.4 金属氧化物气体传感器的气敏选择性 |
| 1.4.1 金属氧化物气体传感器气敏选择性概述 |
| 1.4.2 提高金属氧化物气体传感器气敏选择性的方法 |
| 1.4.3 p-n型金属氧化物传感器在气敏选择性中的应用 |
| 1.5 研究内容 |
| 参考文献 |
| 2.实验试剂和测试表征 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 表征与测试 |
| 2.2.1 材料合成所用仪器 |
| 2.2.2 材料的表征 |
| 2.2.3 传感器器件的制备 |
| 2.2.4 材料的气敏性测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 3.SnO_2纳米材料的制备及其气敏性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SnO_2纳米材料的制备 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 SnO_2纳米材料的表征 |
| 3.3.2 SnO_2纳米材料对CO和 H_2的气敏性能 |
| 3.3.3 SnO_2纳米材料气敏机理的分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4.ZnO纳米材料的制备及其气敏性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ZnO纳米材料的制备 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 ZnO纳米材料的表征 |
| 4.3.2 ZnO纳米材料对CO和 H_2的气敏性能 |
| 4.3.3 ZnO纳米材料气敏机理的分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5.n-SnO_2/p-CuO纳米复合材料对CO的气敏选择性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 n-SnO_2/p-CuO纳米复合材料的制备 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 n-SnO_2/p-CuO纳米复合材料的表征 |
| 5.3.2 n-SnO_2/p-CuO纳米复合材料对CO和 H_2的气敏性能 |
| 5.3.3 n-SnO_2/p-CuO纳米复合材料气敏机理的分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6.n-ZnO/p-CuO纳米复合材料对CO的气敏选择性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 n-ZnO/p-CuO纳米复合材料的制备 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 n-ZnO/p-CuO纳米复合材料的表征 |
| 6.3.2 n-ZnO/p-CuO纳米复合材料对CO和 H_2的气敏性能 |
| 6.3.3 n-ZnO/p-CuO纳米复合材料气敏机理的分析与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 7.n-ZnO/p-NiO纳米复合材料对CO和H_2选择性识别的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 n-ZnO/p-NiO纳米复合材料的制备 |
| 7.3 实验结果与讨论 |
| 7.3.1 n-ZnO/p-NiO纳米复合材料的表征 |
| 7.3.2 n-ZnO/p-NiO纳米复合材料对CO和 H_2的气敏性能 |
| 7.3.3 n-ZnO/p-NiO纳米复合材料气敏机理的分析和讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 8.结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）铁氧化物半导体材料微观结构调控及其气敏传感器应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气敏传感器的分类 |
| 1.2 金属氧化物半导体气敏材料 |
| 1.2.1 金属氧化物半导体气敏材料的性能指标 |
| 1.2.2 提升金属氧化物半导体气敏材料性能的方法 |
| 1.3 氧化铁材料概述 |
| 1.4 本文研究的意义及主要内容 |
| 第二章 纳米片组装的分级多孔花状α-Fe_2O_3微观结构调控及气敏传感器应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 敏感材料的制备 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 纳米片组装的分级多孔花状α-Fe_2O_3的制备 |
| 2.3 敏感材料的表征 |
| 2.4 基于纳米片组装的分级多孔花状α-Fe_2O_3气敏传感器的性能探究 |
| 2.5 敏感机理分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 由二维到三维 α-Fe_2O_3 多孔微米花微观结构调控及其气敏传感器应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 敏感材料的制备 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 二维到三维α-Fe_2O_3多孔微米花的制备 |
| 3.3 敏感材料的表征 |
| 3.4 基于三维α-Fe_2O_3多孔微米花气敏传感器的性能探究 |
| 3.5 敏感机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Eu~(3+)修饰α-Fe_2O_3微米花复合膜的微观结构调控及其气敏传感器应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 敏感材料的制备 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 Eu~(3+)修饰α-Fe_2O_3微米花的合成 |
| 4.3 敏感材料的表征 |
| 4.4 基于Eu~(3+)修饰的α-Fe_2O_3复合微米花气敏传感器的性能研究 |
| 4.5 敏感机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 三维层状Sr掺杂的α-Fe_2O_3微米花微观结构调控及其气敏传感器应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 敏感材料的制备 |
| 5.2.1 实验药品 |
| 5.2.2 三维层状Sr掺杂的α-Fe_2O_3微米花的合成 |
| 5.3 敏感材料的表征 |
| 5.4 基于三维层状Sr掺杂的α-Fe_2O_3微米花气敏传感器的性能探究 |
| 5.5 敏感机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（8）Au负载金属氧化物纳米结构的制备、调控及其气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属有机框架概述 |
| 1.2.1 金属有机框架简介 |
| 1.2.2 金属有机框架的制备方法 |
| 1.3 金属有机框架衍生物概述 |
| 1.3.1 金属有机框架衍生物简介 |
| 1.3.2 金属有机框架衍生物在气体传感器中的应用 |
| 1.4 气体传感器的改性方法 |
| 1.4.1 贵金属负载 |
| 1.4.2 形貌结构调控 |
| 1.4.3 构建异质结 |
| 1.5 本论文的研究意义及内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 Au负载α-Fe_2O_3纳米盘的制备及丙酮气敏性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料的制备与表征 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 Au负载α-Fe_2O_3纳米盘结构的制备 |
| 2.2.3 Au负载α-Fe_2O_3纳米盘结构的表征 |
| 2.3 Au负载α-Fe_2O_3传感器对丙酮的气敏性能研究 |
| 2.3.1 传感器的制作与测试 |
| 2.3.2 Au负载α-Fe_2O_3纳米盘传感器的气敏性能 |
| 2.4 Au负载α-Fe_2O_3传感器的气敏机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Au负载中空十二面体Zn O/Co_3O_4复合结构的制备及其正丁醇气敏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Au@ZnO/Co_3O_4十二面体结构的制备与表征 |
| 3.2.1 Au@ZnO/Co_3O_4中空十二面体结构的制备 |
| 3.2.2 Au@ZnO/Co_3O_4中空十二面体结构的表征 |
| 3.3 Au@ZnO/Co_3O_4十二面体传感器对正丁醇的气敏性能研究 |
| 3.4 Au@ZnO/Co_3O_4十二面体传感器的气敏机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Au负载多面体Zn O/Co_3O_4复合结构的制备及三乙胺气敏性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Au@ZnO/Co_3O_4多面体结构的制备与表征 |
| 4.2.1 Au@ZnO/Co_3O_4多面体结构的制备 |
| 4.2.2 Au@ZnO/Co_3O_4多面体结构的表征 |
| 4.3 Au@ZnO/Co_3O_4多面体结构的气敏性能测试 |
| 4.4 Au@ZnO/Co_3O_4多面体结构的气敏机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）MOFs模板法制备的金属氧化物复合材料的气体传感特性的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体氧化物气体传感器概述 |
| 1.2.1 半导体气体传感器发展和分类 |
| 1.2.2 半导体氧化物气体传感器的性能参数 |
| 1.2.3 影响氧化物半导体性能的因素以及改进方向 |
| 1.2.4 半导体氧化物的敏感机理 |
| 1.3 基于有机金属骨架模板法制备的半导体氧化物材料 |
| 1.3.1 有机金属骨架简介 |
| 1.3.2 金属有机骨架模板法制备的钴基气体传感器 |
| 1.3.3 金属有机骨架衍生的α-Fe_2O_3敏感材料 |
| 1.3.4 PBA模板法制备的尖晶石型敏感材料 |
| 1.4 基于密度泛函理论的第一性原理简介 |
| 1.4.1 第一性原理简介 |
| 1.4.2 密度泛函理论简介 |
| 1.4.3 局域密度近似(LDA)与广义梯度近似(GGA) |
| 1.4.4 Materials Studio软件和CASTEP模块 |
| 1.4.5 密度泛函理论(DFT)计算在气敏研究中的应用 |
| 1.5 本论文的研究内容 |
| 第2章 基于MIL-53(Fe)衍生的LaFeO_3/α-Fe_2O_3复合材料的制备及其气敏性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与设备 |
| 2.2.2 材料制备 |
| 2.2.3 材料表征 |
| 2.2.4 气体传感器的制作 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 纯α-Fe_2O_3和LaFeO_3/α-Fe_2O_3复合纳米八面体的表征 |
| 2.3.2 LaFeO_3/α-Fe_2O_3气敏性能测试 |
| 2.3.3 LaFeO_3/α-Fe_2O_3增敏机理的分析 |
| 2.3.4 LaFeO_3(121)和α-Fe_2O_3(110)晶面的吸附能的研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 MOFs衍生的Co_3O_4/CoFe_2O_4的制备及甲醛气敏性能研究.. |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Co_3O_4/CoFe_2O_4双壳纳米立方体的制备 |
| 3.2.1 合成ZIF-67 立方体 |
| 3.2.2 合成ZIF-67/Co-Fe PBA CSNCs |
| 3.2.3 制备Co-Fe PBA SSNCs |
| 3.2.4 制备Co_3O_4 NCs,Co_3O_4/CoFe_2O_4 DSNCs,CoFe_2O_4SSNCs |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Co_3O_4/CoFe_2O_4双壳纳米立方体的表征 |
| 3.3.2 气敏性能分析 |
| 3.3.3 Co_3O_4/CoFe_2O_4复合结构增感机理分析 |
| 3.3.4 Co_3O_4和CoFe_2O_4的(311)晶面的计算 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 PdO修饰的ZnO/ZnCo_2O_4微球的制备及其甲醛敏感性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Zn_3[Co(CN)_6]_2PBA固体微球和ZnO/ZnCo_2O_4多孔微球的合成 |
| 4.2.2 PdO-ZnO/ZnCo_2O_4微球的合成 |
| 4.2.3 ZnCo_2O_4纳米粒子的合成 |
| 4.2.4 传感器的制备与测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PdO-ZnO/ZnCo_2O_4微球的表征 |
| 4.3.2 气敏性能测试 |
| 4.3.3 PdO-ZnO/ZnCo_2O_4增感机理分析 |
| 4.3.4 DFT计算结果 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（10）基于CuO的气敏传感器性能研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 气敏传感器及其性能测试方法 |
| 2.1 气敏传感器概述 |
| 2.1.1 气敏传感器的分类 |
| 2.1.2 金属氧化物气敏传感器的工作机理 |
| 2.1.3 气敏传感器的性能评估 |
| 2.2 实验材料及仪器 |
| 2.2.1 试验所需原料 |
| 2.2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 样品的表征和测试方法 |
| 2.3.1 样品的形貌与物相表征 |
| 2.3.2 气敏性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 CuO材料的制备以及气敏性能的研究 |
| 3.1 氧化铜与MOF氧化铜的制备与形貌结构 |
| 3.1.1 实验过程 |
| 3.1.2 氧化铜与MOF氧化铜的形貌结构 |
| 3.2 不同方法制备的棒状MOF氧化铜的制备与形貌结构 |
| 3.2.1 实验过程 |
| 3.2.2 不同方法制备的棒状MOF氧化铜的形貌结构 |
| 3.3 气敏材料的测试实验 |
| 3.3.1 棒状MOF氧化铜的XRD分析 |
| 3.3.2 气敏测试实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 气敏传感器的电路设计与实验应用 |
| 4.1 气敏传感器的电路设计 |
| 4.1.1 单片机控制与供电电路 |
| 4.1.2 传感器工作电路 |
| 4.1.3 信息收集与反馈电路 |
| 4.1.4 气敏传感器整体电路 |
| 4.2 气敏传感器数据采集系统的搭建及测试实验 |
| 4.2.1 实验采集系统的工作原理 |
| 4.2.2 基于数据采集系统的测试实验 |
| 4.2.3 不同材料气敏性能对比试验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
四、稀土氧化物对α-Fe_2O_3半导体气敏特性的影响（论文参考文献）
- [1]金属氧化物室温气敏材料的结构调控及传感机理[J]. 金士成,闫爽. 化学进展, 2021(12)
- [2]三氧化钼纳米材料的制备及气敏性能研究进展[J]. 王诗雨,张莹,梁士明,储向峰. 电子元件与材料, 2021(10)
- [3]ZnO纳米棒阵列的制备及其气敏性能研究[D]. 雷聪. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]金属元素掺杂花状In2O3纳米材料的制备及其气敏性能研究[D]. 郝向阳. 西安理工大学, 2021(01)
- [5]纳米氧化物增敏的色氨酸和酪氨酸电化学传感器[D]. 田亚玲. 湖南工业大学, 2021
- [6]p-n型金属氧化物界面电荷层吸附原理与气敏选择性调控[D]. 周文冬. 辽宁科技大学, 2021
- [7]铁氧化物半导体材料微观结构调控及其气敏传感器应用[D]. 张建霞. 吉林大学, 2021(01)
- [8]Au负载金属氧化物纳米结构的制备、调控及其气敏性能研究[D]. 杨浩月. 太原理工大学, 2021(01)
- [9]MOFs模板法制备的金属氧化物复合材料的气体传感特性的研究[D]. 张楠. 吉林大学, 2021
- [10]基于CuO的气敏传感器性能研究与应用[D]. 周子业. 吉林大学, 2021(01)