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1、应用化学专业优秀论文应用化学专业优秀论文 溶解热解法制备锡、锌氧化物及气敏性能溶解热解法制备锡、锌氧化物及气敏性能研究研究关键词：溶解热解法关键词：溶解热解法 复合氧化物复合氧化物 气体传感器气体传感器 气敏性能气敏性能摘要：现代社会里，工业废气、汽车尾气的大量排放，家庭液化石油气、煤气、 天然气的普遍使用，不仅严重污染大气，破坏生态环境，而且有产生爆炸、火 灾、使人中毒等危害人类身体健康的隐患。为对各种有害气体及时预报、监测、 报警，气敏材料的研究已引起了人们的极大兴趣。纳米氧化物系列半导体气敏 材料一直是气敏传感器研究的热点。随着使用要求的提高，研究发现一些具有 特殊结构的复合氧化物，比单
2、一氧化物有更好的灵敏度和选择性。因此，通过 掺杂或复合技术改进简单氧化物气敏性能的研究成为传感器领域的研究热点。 本文采用溶解.热解法制备了 SnO2、ZnO、ZnSnO3，用不同酸采用溶解-热解法 制备了 ZnSnO3，研究发现：不同的氧化物和用不同酸制备出同一复合氧化物具 有不同的气敏性能。具体结果如下： 一、采用草酸溶解.热解法制备锡氧化 物，通过 TG-DTA、XRD、TEM、SEM 等表征手段对材料进行了表征，发现各煅烧 温度粉体均属四方相 SnO2 结构。研究其气敏性能，发现 800煅烧所得粉体性 能最佳，颗粒的大小约为 25nm。225为材料的最佳工作温度，10ppm Cl2 时
3、灵 敏度达 7，选择性好，有望进一步开发为应用前景良好的 Cl2 气体传感器。 二、采用柠檬酸溶解-热解法制备 ZnO 粉体，在 500、600、700、800 煅烧，粉体均属六方相的颗粒。采用该法制备的粉体为六方相的 ZnO 颗粒，粉 体粒径小。发现 600煅烧粉体所制原件性能最好，在最佳工作温度 225时， 对 100ppm NO2 灵敏度达到 52.19，在 10ppm 也高达 8.07，元件具有强的抗干扰 能力，选择性很好，并且该条件下响应时间短，仅有 3s。因此该材料有望开发 为检测 NO2 气敏元件。 三、采用草酸溶解-热解法制备 Sn、Zn 复合氧化物， 700、800煅烧产物为
4、钙钛矿结构 ZnSnO3。600煅烧产物为 SnO2/ZnO。测 试其气敏性能，结果表明：煅烧温度为 700制备出的 ZnSnO3 材料，在 175 时，对 50ppm H2S 灵敏度为 53，响应较好。对 50ppm 乙醇，灵敏度为 47，响应 恢复均好。工作温度为 225时，对 50ppm 乙醇有较好的选择性。600煅烧温 度的材料对 50ppm 乙醇灵敏度为 40.51，对其它气体选择性系数均大于 20，可 以用来检测环境中的乙醇气体。进一步研究开发可实现同一种材料在不同工作 温度下检测不同的气体。 四、采用柠檬酸溶解-热解法和酒石酸溶解-热解法 制备复合氧化物 ZnSnO3。结果发现，
5、采用柠檬酸溶解热解.法制备的产物，在 600、700煅烧产物为 ZnSnO3。600煅烧粉体在 200时对 50ppm H2S 的灵 敏度为 27.13，此时元件除对汽油和 Cl2 选择性差外，对其它气体都有较好的 选择性。500、700煅烧产物选择性差。采用酒石酸溶解-热解法制备的产物， 600、700、800煅烧产物分别为：ZnSnO3、SnO2/ZnSnO3ZnO/ZnSnO3。对 50ppmH2S，700煅烧粉体在工作温度 300时灵敏度达到 24.87，响应恢复良 好；在工作温度 200时粉体对 50ppm 汽油的响应恢复好。对 50ppm 汽油， 600、800煅烧粉体最佳工作温度
6、为 200，灵敏度依次为 10.53、6.32。正文内容正文内容现代社会里，工业废气、汽车尾气的大量排放，家庭液化石油气、煤气、 天然气的普遍使用，不仅严重污染大气，破坏生态环境，而且有产生爆炸、火 灾、使人中毒等危害人类身体健康的隐患。为对各种有害气体及时预报、监测、 报警，气敏材料的研究已引起了人们的极大兴趣。纳米氧化物系列半导体气敏 材料一直是气敏传感器研究的热点。随着使用要求的提高，研究发现一些具有 特殊结构的复合氧化物，比单一氧化物有更好的灵敏度和选择性。因此，通过 掺杂或复合技术改进简单氧化物气敏性能的研究成为传感器领域的研究热点。 本文采用溶解.热解法制备了 SnO2、ZnO、Z
7、nSnO3，用不同酸采用溶解-热解法 制备了 ZnSnO3，研究发现：不同的氧化物和用不同酸制备出同一复合氧化物具 有不同的气敏性能。具体结果如下： 一、采用草酸溶解.热解法制备锡氧化 物，通过 TG-DTA、XRD、TEM、SEM 等表征手段对材料进行了表征，发现各煅烧 温度粉体均属四方相 SnO2 结构。研究其气敏性能，发现 800煅烧所得粉体性 能最佳，颗粒的大小约为 25nm。225为材料的最佳工作温度，10ppm Cl2 时灵 敏度达 7，选择性好，有望进一步开发为应用前景良好的 Cl2 气体传感器。 二、采用柠檬酸溶解-热解法制备 ZnO 粉体，在 500、600、700、800
8、煅烧，粉体均属六方相的颗粒。采用该法制备的粉体为六方相的 ZnO 颗粒，粉 体粒径小。发现 600煅烧粉体所制原件性能最好，在最佳工作温度 225时， 对 100ppm NO2 灵敏度达到 52.19，在 10ppm 也高达 8.07，元件具有强的抗干扰 能力，选择性很好，并且该条件下响应时间短，仅有 3s。因此该材料有望开发 为检测 NO2 气敏元件。 三、采用草酸溶解-热解法制备 Sn、Zn 复合氧化物， 700、800煅烧产物为钙钛矿结构 ZnSnO3。600煅烧产物为 SnO2/ZnO。测 试其气敏性能，结果表明：煅烧温度为 700制备出的 ZnSnO3 材料，在 175 时，对 50
9、ppm H2S 灵敏度为 53，响应较好。对 50ppm 乙醇，灵敏度为 47，响应 恢复均好。工作温度为 225时，对 50ppm 乙醇有较好的选择性。600煅烧温 度的材料对 50ppm 乙醇灵敏度为 40.51，对其它气体选择性系数均大于 20，可 以用来检测环境中的乙醇气体。进一步研究开发可实现同一种材料在不同工作 温度下检测不同的气体。 四、采用柠檬酸溶解-热解法和酒石酸溶解-热解法 制备复合氧化物 ZnSnO3。结果发现，采用柠檬酸溶解热解.法制备的产物，在 600、700煅烧产物为 ZnSnO3。600煅烧粉体在 200时对 50ppm H2S 的灵 敏度为 27.13，此时元件
10、除对汽油和 Cl2 选择性差外，对其它气体都有较好的 选择性。500、700煅烧产物选择性差。采用酒石酸溶解-热解法制备的产物， 600、700、800煅烧产物分别为：ZnSnO3、SnO2/ZnSnO3ZnO/ZnSnO3。对 50ppmH2S，700煅烧粉体在工作温度 300时灵敏度达到 24.87，响应恢复良 好；在工作温度 200时粉体对 50ppm 汽油的响应恢复好。对 50ppm 汽油， 600、800煅烧粉体最佳工作温度为 200，灵敏度依次为 10.53、6.32。 现代社会里，工业废气、汽车尾气的大量排放，家庭液化石油气、煤气、天然 气的普遍使用，不仅严重污染大气，破坏生态环
11、境，而且有产生爆炸、火灾、 使人中毒等危害人类身体健康的隐患。为对各种有害气体及时预报、监测、报 警，气敏材料的研究已引起了人们的极大兴趣。纳米氧化物系列半导体气敏材 料一直是气敏传感器研究的热点。随着使用要求的提高，研究发现一些具有特 殊结构的复合氧化物，比单一氧化物有更好的灵敏度和选择性。因此，通过掺 杂或复合技术改进简单氧化物气敏性能的研究成为传感器领域的研究热点。 本文采用溶解.热解法制备了 SnO2、ZnO、ZnSnO3，用不同酸采用溶解-热解法 制备了 ZnSnO3，研究发现：不同的氧化物和用不同酸制备出同一复合氧化物具 有不同的气敏性能。具体结果如下： 一、采用草酸溶解.热解法制
12、备锡氧化 物，通过 TG-DTA、XRD、TEM、SEM 等表征手段对材料进行了表征，发现各煅烧 温度粉体均属四方相 SnO2 结构。研究其气敏性能，发现 800煅烧所得粉体性 能最佳，颗粒的大小约为 25nm。225为材料的最佳工作温度，10ppm Cl2 时灵 敏度达 7，选择性好，有望进一步开发为应用前景良好的 Cl2 气体传感器。 二、采用柠檬酸溶解-热解法制备 ZnO 粉体，在 500、600、700、800 煅烧，粉体均属六方相的颗粒。采用该法制备的粉体为六方相的 ZnO 颗粒，粉 体粒径小。发现 600煅烧粉体所制原件性能最好，在最佳工作温度 225时， 对 100ppm NO2
13、 灵敏度达到 52.19，在 10ppm 也高达 8.07，元件具有强的抗干扰 能力，选择性很好，并且该条件下响应时间短，仅有 3s。因此该材料有望开发 为检测 NO2 气敏元件。 三、采用草酸溶解-热解法制备 Sn、Zn 复合氧化物， 700、800煅烧产物为钙钛矿结构 ZnSnO3。600煅烧产物为 SnO2/ZnO。测 试其气敏性能，结果表明：煅烧温度为 700制备出的 ZnSnO3 材料，在 175 时，对 50ppm H2S 灵敏度为 53，响应较好。对 50ppm 乙醇，灵敏度为 47，响应 恢复均好。工作温度为 225时，对 50ppm 乙醇有较好的选择性。600煅烧温 度的材料
14、对 50ppm 乙醇灵敏度为 40.51，对其它气体选择性系数均大于 20，可 以用来检测环境中的乙醇气体。进一步研究开发可实现同一种材料在不同工作 温度下检测不同的气体。 四、采用柠檬酸溶解-热解法和酒石酸溶解-热解法 制备复合氧化物 ZnSnO3。结果发现，采用柠檬酸溶解热解.法制备的产物，在 600、700煅烧产物为 ZnSnO3。600煅烧粉体在 200时对 50ppm H2S 的灵 敏度为 27.13，此时元件除对汽油和 Cl2 选择性差外，对其它气体都有较好的 选择性。500、700煅烧产物选择性差。采用酒石酸溶解-热解法制备的产物， 600、700、800煅烧产物分别为：ZnSn
15、O3、SnO2/ZnSnO3ZnO/ZnSnO3。对 50ppmH2S，700煅烧粉体在工作温度 300时灵敏度达到 24.87，响应恢复良 好；在工作温度 200时粉体对 50ppm 汽油的响应恢复好。对 50ppm 汽油， 600、800煅烧粉体最佳工作温度为 200，灵敏度依次为 10.53、6.32。 现代社会里，工业废气、汽车尾气的大量排放，家庭液化石油气、煤气、天然 气的普遍使用，不仅严重污染大气，破坏生态环境，而且有产生爆炸、火灾、 使人中毒等危害人类身体健康的隐患。为对各种有害气体及时预报、监测、报 警，气敏材料的研究已引起了人们的极大兴趣。纳米氧化物系列半导体气敏材 料一直是
16、气敏传感器研究的热点。随着使用要求的提高，研究发现一些具有特 殊结构的复合氧化物，比单一氧化物有更好的灵敏度和选择性。因此，通过掺 杂或复合技术改进简单氧化物气敏性能的研究成为传感器领域的研究热点。 本文采用溶解.热解法制备了 SnO2、ZnO、ZnSnO3，用不同酸采用溶解-热解法 制备了 ZnSnO3，研究发现：不同的氧化物和用不同酸制备出同一复合氧化物具 有不同的气敏性能。具体结果如下： 一、采用草酸溶解.热解法制备锡氧化 物，通过 TG-DTA、XRD、TEM、SEM 等表征手段对材料进行了表征，发现各煅烧 温度粉体均属四方相 SnO2 结构。研究其气敏性能，发现 800煅烧所得粉体性 能最佳，颗粒的大小约为 25nm。225为材料的最佳工作温度，10ppm Cl2 时灵 敏度达 7，选择性好，有望进一步开
