| 【中文题名】 | In_2O_3基纳米材料的制备及其用作氨气敏感传感器的研究 |
| 【英文题名】 | Preparation of the In_2O_3-Based Nanomaterials and Used as the Ammonia Sensor |
| 【学科专业】 | 物理化学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-10-10 |
| 【中关键词】 | 掺杂In_2O_3,溶胶-凝胶法,氨敏传感器,选择性机理,, |
| 【英关键词】 | Doped In_2O_3,Sol-Gel Process,Ammonia sensor,Selectivity Mechanism, |
| 【分类导航】 | 工业技术>一般工业技术>工程材料学>特种结构材料>> |
| 【论文摘要】 | 氧化铟作为一种N 型半导体材料,正在被广泛用于乙醇、汽油、丁烷、CO、甲烷、O_3 等气体气敏传感器的研究,作为NH_3 敏感传感器的研究工作也正开始受到重视。氧化铟气敏材料用于氨气敏感的研究目前还仅处在进行贵金属掺杂的阶段,选择性较差,还需要更广泛的工作对该领域进行深入研究。本文在合成纳米级In_2O_3 粉体的基础上,对粉体及其所制成的元件进行了较为全面的表征和性能测试,初步分析了材料的合成、结构与性能之间的关系,并对其与还原性气体NH_3、CO、H_2 的气敏机理进行了一些综合性的探讨,实验获得的主要结果如下:
1、在合成方法上,以InCl_3·4H_2O 为源材料,用尿素-氨水沉淀法和溶胶-凝胶法制备了纳米In_2O_3 粉体,用尿素-氨水沉淀法所得In_2O_3 粉体晶粒尺寸相对较大。采用溶胶-凝胶法,HNO_3为稳定剂,探讨了溶胶pH 值对所制备In(OH)_3溶胶及其In_2O_3粉体粒径、分散性和气敏性的影响。结果表明,pH=5 时可使溶胶的分散性较好,得到氧化物粒径也较小,ESEM 显示可以得到颗粒均匀的纳米粒子,较高或较低的pH 值都使粉体晶粒长大。增加溶胶的pH 值从5 到9 时,... |
| 【论文题纲】 |
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目录 |
4-6 |
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摘要 |
6-8 |
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Abstract |
8-10 |
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第一章 文献综述 |
10-29 |
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1.1 纳米材料及其特性 |
10-14 |
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1.1.1 纳米材料结构与特性 |
10-11 |
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1.1.2 纳米材料的微结构 |
11-12 |
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1.1.3 纳米晶体缺陷 |
12-14 |
|
1.2 金属氧化物半导体气敏传感器 |
14-19 |
|
1.2.1 金属氧化物半导体气敏特性 |
14-15 |
|
1.2.2 金属氧化物半导体气敏传感器的气敏机理 |
15-18 |
|
1.2.3 氨气敏感传感器和半导体氨敏传感器的研发现状 |
18-19 |
|
1.3 In_2O_3基纳米材料及其气敏元件的研究概况 |
19-24 |
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1.3.1 In_2O_3的性质和结构 |
19-21 |
|
1.3.2 In_2O_3基纳米粉体的制备 |
21-23 |
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1.3.3 In_2O_3作为气敏材料的应用 |
23-24 |
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1.4 气敏元件的制备及其测试方法 |
24-27 |
|
1.4.1 半导体气敏元件的结构与制备 |
24-26 |
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1.4.2 气敏元件的特性参数 |
26-27 |
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1.4.3 测试方法 |
27 |
|
1.5 选题依据和研究思想 |
27-29 |
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1.5.1 选题依据 |
27-28 |
|
1.5.2 研究思想 |
28-29 |
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第二章 实验部分 |
29-34 |
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2.1 主要试剂、仪器和表征方法 |
29-31 |
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2.1.1 主要实验试剂 |
29-30 |
|
2.1.2 实验设备及测试仪器 |
30 |
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2.1.3 粉体的表征方法 |
30-31 |
|
2.2 In_2O_3基纳米粉体的合成 |
31-33 |
|
2.2.1 尿素-氨水沉淀法 |
31-32 |
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2.2.2 溶胶-凝胶法 |
32 |
|
2.2.3 超临界干燥技术 |
32-33 |
|
2.3 气敏元件的制作和气敏性能的测试 |
33-34 |
|
2.3.1 厚膜型元件的制作方法 |
33 |
|
2.3.2 气敏性能的测试方法 |
33-34 |
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第三章 纯In_2O_3基纳米粉体的合成与表征 |
34-47 |
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3.1 尿素-氨水沉淀法与溶胶-凝胶法制备纳米In_2O_3粉体 |
34-36 |
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3.2 溶胶-凝胶法制备纳米In_2O_3粉体时pH 值的影响 |
36-40 |
|
3.2.1 pH 值对In(OH)颗粒分散性的影响 |
36-37 |
|
3.2.2 pH 值对In_2O_3晶粒尺寸的影响 |
37-38 |
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3.2.3 纯In_2O_3粉体的红外(IR)分析 |
38-39 |
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3.2.4 不同pH 值制备的In_2O_3粉体对元件气敏特性的影响 |
39-40 |
|
3.3 普通烧结方法和超临界干燥对粉体结构性能的影响 |
40-45 |
|
3.3.1 普通烧结方法和超临界干燥对In_2O_3纳米粉体结构性能的影响 |
40-42 |
|
3.3.2 烧结温度对In_2O_3纳米粉体结构性能的影响 |
42-45 |
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3.4 小结 |
45-47 |
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第四章 掺杂效应 |
47-68 |
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4.1 掺钛In_2O_3纳米材料的制备、结构和气敏特性研究 |
47-58 |
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4.1.1 掺钛 In_2O_3纳米材料的制备 |
47-49 |
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4.1.2 XRD 分析 |
49-50 |
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4.1.3 比表面积测试和磁化率测定 |
50 |
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4.1.4 红外光谱分析 |
50-52 |
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4.1.5 表面形貌分析(ESEM) |
52-56 |
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4.1.6 气敏性能的测试 |
56-58 |
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4.2 其它掺杂In_2O_3纳米材料的气敏特性研究 |
58-63 |
|
4.2.1 V(V)、Cr(VI)、Mo(VI)、W(VI)掺杂粉体的气敏性能 |
58-60 |
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4.2.2 V(V)、Cr(VI)、Mo(VI)、W(VI)掺杂粉体的红外光谱(IR) |
60-61 |
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4.2.3 Mo(VI)掺杂的 XRD 和 ESEM |
61-63 |
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4.3 离子掺杂后粉体的气敏特性小结 |
63-64 |
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4.4 In_2O_3基氨气敏感传感器的气敏机理 |
64-67 |
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4.5 小结 |
67-68 |
|
结论 |
68-70 |
|
参考文献 |
70-75 |
|
硕士期间论文发表情况 |
75-77 |
|
致谢 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.377001 |
