| 【中文题名】 | TiO_2基纳米材料的制备及氧敏传感器的研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【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】 | 溶胶-凝胶法,TiO_2掺杂,氧敏传感器,气敏机理,, |
| 【英关键词】 | Sol-gel process,Doped TiO_2,Oxygen gas sensor,Gas mechanism, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器> |
| 【论文摘要】 | TiO_2 是一种n 型半导体,正在被广泛用于CO、醇类、H_2 等气体的气敏传感器的研究,而金红石结构的TiO_2材料是继ZrO_2氧敏材料后研究最多的氧敏材料之一。目前主要围绕贵金属如Pt、Pd 掺杂和金属氧化物掺杂,以提高其氧敏特性。除了Pt/TiO_2 氧敏传感器已投入使用以外,这方面的研究尚处于实验阶段。而纳米材料的应用无疑为氧敏传感器的研究开拓了一个新的方向。本文在合成纳米级TiO_2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,并对其氧气敏感机理和还原性气体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.本研究用氧化溶胶-凝胶法合成了TiO_2 纳米粉体,并采用XRD、IR、ESEM 等手段进行结构表征。在80℃红外灯下干燥的粉体就有稳定的金红石相存在。研究了不同烧结温度对氧气敏感特性和还原性气体的敏感特性的影响,表明烧结温度对纯TiO_2气敏特性的影响较小。
2.用同样方法研究了不同掺杂量Mo~(6+)、W~(6+)、Ce~(4+)对材料晶相、微结构、氧敏和其他气敏性能的影响。M... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-7 |
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第一章 文献综述 |
7-29 |
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1.1 纳米材料 |
7-10 |
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1.1.1 纳米材料与块体材料的区别 |
7-8 |
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1.1.2 引起纳米粒子性能突变的原因 |
8-9 |
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1.1.3 纳米材料的微结构 |
9-10 |
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1.2 金属氧化物半导体气敏传感器 |
10-18 |
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1.2.1 金属氧化物半导体气敏传感器及气敏材料 |
10-11 |
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1.2.2 半导体氧化物的性质 |
11-12 |
|
1.2.3 气敏元件的制备及其测试方法 |
12-15 |
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1.2.4 金属氧化物半导体气敏传感器的气敏机理 |
15-18 |
|
1.3 氧敏传感器和氧敏材料 |
18-20 |
|
1.4 二氧化钛基氧敏材料 |
20-27 |
|
1.4.1 TiO_2气敏材料 |
21-22 |
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1.4.2 TiO_2基氧敏材料及其传感器性能研究进展 |
22-27 |
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1.5 选题依据和研究思路 |
27-29 |
|
1.5.1 选题依据 |
27-28 |
|
1.5.2 研究思路 |
28-29 |
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第二章 实验部分 |
29-34 |
|
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 |
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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 粉体的合成方法 |
31-32 |
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2.2.1 纯TiO_2纳米粉体制备 |
31-32 |
|
2.2.2 掺杂TiO_2纳米粉体制备 |
32 |
|
2.3 元件的气敏测试 |
32-34 |
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2.3.1 厚膜元件的制作与测试 |
32 |
|
2.3.2 气敏测试方法 |
32-34 |
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第三章 TiO_2粉体的表征 |
34-50 |
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3.1 纯TiO_2粉体 |
34-38 |
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3.1.1 热重-差热分析 |
34-35 |
|
3.1.2 粉体的XRD 分析 |
35-36 |
|
3.1.3 粉体的IR 分析 |
36-37 |
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3.1.4 厚膜的表面形貌ESEM 分析 |
37-38 |
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3.2 掺杂粉体 |
38-49 |
|
3.2.1 粉体的XRD 分析 |
38-43 |
|
3.2.2 粉体的IR 分析 |
43-46 |
|
3.2.3 厚膜的表面形貌ESEM 分析 |
46-49 |
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3.3 小结 |
49-50 |
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第四章 气敏性能测试 |
50-62 |
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4.1 纯TiO_2的气敏性 |
50-52 |
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4.2 Mo 掺杂样品的气敏性 |
52-56 |
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4.3 W 掺杂样品的气敏性 |
56-59 |
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4.4 Ce 掺杂样品的气敏性 |
59-61 |
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4.5 小结 |
61-62 |
|
结论 |
62-63 |
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参考文献 |
63-68 |
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硕士期间发表的文章 |
68 |
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个人简历 |
68-69 |
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致谢 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.377002 |
