论文部分内容阅读
硫化氢(H2S)是一种易燃易爆的高毒性气体。一旦发生泄漏,会对环境及人类造成巨大伤害。因此,需要开发高性能H2S气体传感器。在H2S气体传感器中,金属氧化物半导体气体传感器具有灵敏度高、响应时间短、成本低、操作简单等优势。然而,单金属氧化物传感器还存在着选择性差、极限检测能力弱、工作温度高等问题。本论文以石墨烯为模板,可控制备了具有多孔二维纳米结构的 ZnCo2O4,Fe2(MoO4)3、SnO2/MoO3,ZnFe2O4 四种双金属氧化物,并构建了高性能气体传感器。论文的主要研究内容如下:1、采用水热法,以石墨烯(G)作为模板,制备了多孔结构的ZnCo2O4纳米片,其比表面积为90.9m2g-1。ZnCo2O4多孔纳米片对H2S的灵敏度为Co3O4的二倍。2、以G/FeOOH为模板,通过调整七钼酸铵盐的添加量,可控合成了具有二维多孔Fe2(MoO4)3纳米片。在100℃时,可检测10ppb的H2S气体。3、以G/FeOOH为前驱物,可控制备了多孔ZnFe2O4纳米片。由多孔ZnFe2O4构建的气体传感器可以在85℃下监测H2S气体。4、以G/SnO2为前驱体,通过调整二乙酰丙酮氧化钼的添加量,合成具有异质结构的二维SnO2/MoO3纳米片。该纳米片组装的传感器对10ppm H2S灵敏度可达43.5。综上所述,本论文中由二维多孔双金属氧化物纳米结构片状材料所组装的传感器可以在较低的工作温度下,实现对H2S的检测。此外,分析了它们的响应机理,为开发高性能的H2S气体传感器奠定了基础。