论文部分内容阅读
随着科技的高速发展,人们在享受当今社会丰富的物质财富的时候,也正遭受着环境污染给我们带来的危害。在众多的污染物中,气体污染物的排放所带来的问题正日益加剧。煤炭的燃烧,汽车尾气排放,这些废气中含有大量的二氧化硫,二氧化碳,氮的氧化物等,这些有害气体的排放给我们的环境和身体健康带来了严重的威胁。所以,在未来的发展中如何监测环境中的有害气体就成为了一个很重要的问题。在目前的传感器中,半导体传感器以其优良的性能和较低的成本受到了越来越多的青睐,在本文中选择氧化铟半导体材料作为基体材料,通过掺杂来改进传感器的气敏性能。首先采用掺镍的方法来提高传感器的性能。采用电纺的方法制作镍掺杂的氧化铟纳米纤维,制备出来的纤维采用差热-热重、XRD、XPS、扫描电镜、电子顺磁能谱等方法对制备出来的纤维进行表征。表征结果表明纳米纤维在掺杂后仍然具有良好的形貌,掺杂后形成了固溶体,该材料在低温下对二氧化氮气体表现出了良好的气敏性能,在掺杂后材料对气体的灵敏度得到了明显的提高,在实验中采用摩尔掺杂浓度,即镍元素的摩尔数占镍和铟元素的摩尔总数的比例。文中制备浓度分别为4%、6%、8%的材料,其中掺杂浓度为6%的表现出最高的灵敏度,其在工作温度为90℃的情况下对500ppb浓度的二氧化氮气体的灵敏度为7.2,而且具有良好的选择性。另外制备了钒掺杂的氧化铟纳米纤维,并对其气敏性能进行了研究。通过电纺的方法制作钒掺杂的氧化铟纳米纤维,这种纳米纤维在掺杂后仍然具有良好的形貌,掺杂后形成了固溶体,该材料对硫化氢气体表现出了良好的气敏性能,在实验中制备了钒掺杂摩尔浓度分别为4%、6%、8%的材料,其中掺杂浓度为6%的表现出最高的灵敏度,其在工作温度为90℃的情况下对50ppm浓度的硫化氢气体的灵敏度为13.8,而且具有良好的选择性,可以在复杂的气体环境中对硫化氢进行检测。本文采用两种方法改善来材料的气敏性能。通过掺杂的方法来改善气敏性能提供了实验的基础。