李蓓:以MOF为模板制备钴基复合金属氧化物气敏材料及性能研究论文

李蓓:以MOF为模板制备钴基复合金属氧化物气敏材料及性能研究论文

本文主要研究内容

作者李蓓(2019)在《以MOF为模板制备钴基复合金属氧化物气敏材料及性能研究》一文中研究指出:随着科技不断发展,汽车排气、工业废气等污染物排放量越来越多,环境污染愈发严重,人身安全受到威胁。在众多挥发性有害气体中,乙醇是一种无色、有刺激性香味的气体,长期接触乙醇气体会引发头痛、嗜睡和眼睛刺激等健康问题。气体传感器作为传感器的一个重要分支,常用于检测挥发性有害气体,便于实时监测避免人身安全受到危害。Co3O4是一种典型的P型半导体,在气体传感器领域是一种常见的半导体金属氧化物,MOF材料由于具有规整的形貌及大的比表面积被广泛应用。本论文以MOF为模板使用共沉淀法与高温退火处理合成不同形貌的Co3O4/Fe2O3、Co3O4/ZnO、SnO2/Co3O4@Co3O4复合材料,研究了其对乙醇气体的气敏性能并对气敏机理进行详细讨论。以硫酸钴、铁氰化钾、柠檬酸三钠为原料,使用简单的两步法制备方块状Co3O4/Fe2O3二元复合材料。利用XRD表征确定样品的晶体结构,SEM及TEM表征观察样品的表面及内部形貌,XPS表征确定各元素的存在。对两种材料的气敏性能进行了测试,结果表明Co3O4/Fe2O3复合材料在140℃下对100 ppm的乙醇灵敏度为27.272,是纯Fe2O3灵敏度的2.2倍。灵敏度的提高归因于Co3O4/Fe2O3复合材料的内部结构及Fe2O3和Co3O4之间P-N异质结构的形成。两种材料均具有良好的重复性及长期稳定性。以硝酸钴、硝酸锌、2-甲基咪唑为原料,使用共沉淀法及化学刻蚀法结合高温煅烧制备核壳结构Co3O4/ZnO复合材料。XRD表征结果说明,化学刻蚀前后所得产物均为Co/Zn-ZIF,高温煅烧后全部转变为Co3O4/ZnO复合材料,并对材料进行气敏性能测试,测试结果表明核壳结构Co3O4/ZnO在200℃下对100 ppm的乙醇灵敏度为38.87,是单壳Co3O4/ZnO的2.8倍。大的比表面积、多的气体活性位点以及ZnO和Co3O4之间的P-N异质结构的形成是提升气敏材料灵敏度的主要原因。以氯化钴、氯化锡、氢氧化钠为原料,使用共沉淀法结合两步高温煅烧技术制备空心核壳结构方块状SnO2/Co3O4@Co3O4复合材料。通过SEM及TEM表征观察产物的形貌,所得到的产物为直径约为250 nm的方块。与空心结构SnO2/Co3O4复合材料进行气敏性能的比较,SnO2/Co3O4@Co3O4气敏材料在140°C下对100 ppm的乙醇灵敏度为27.69,SnO2/Co3O4灵敏度为14.88。此外,对两种材料的重复性、选择性及稳定性等气敏性能进行了测试。

Abstract

sui zhao ke ji bu duan fa zhan ,qi che pai qi 、gong ye fei qi deng wu ran wu pai fang liang yue lai yue duo ,huan jing wu ran yu fa yan chong ,ren shen an quan shou dao wei xie 。zai zhong duo hui fa xing you hai qi ti zhong ,yi chun shi yi chong mo se 、you ci ji xing xiang wei de qi ti ,chang ji jie chu yi chun qi ti hui yin fa tou tong 、shi shui he yan jing ci ji deng jian kang wen ti 。qi ti chuan gan qi zuo wei chuan gan qi de yi ge chong yao fen zhi ,chang yong yu jian ce hui fa xing you hai qi ti ,bian yu shi shi jian ce bi mian ren shen an quan shou dao wei hai 。Co3O4shi yi chong dian xing de Pxing ban dao ti ,zai qi ti chuan gan qi ling yu shi yi chong chang jian de ban dao ti jin shu yang hua wu ,MOFcai liao you yu ju you gui zheng de xing mao ji da de bi biao mian ji bei an fan ying yong 。ben lun wen yi MOFwei mo ban shi yong gong chen dian fa yu gao wen tui huo chu li ge cheng bu tong xing mao de Co3O4/Fe2O3、Co3O4/ZnO、SnO2/Co3O4@Co3O4fu ge cai liao ,yan jiu le ji dui yi chun qi ti de qi min xing neng bing dui qi min ji li jin hang xiang xi tao lun 。yi liu suan gu 、tie qing hua jia 、ning meng suan san na wei yuan liao ,shi yong jian chan de liang bu fa zhi bei fang kuai zhuang Co3O4/Fe2O3er yuan fu ge cai liao 。li yong XRDbiao zheng que ding yang pin de jing ti jie gou ,SEMji TEMbiao zheng guan cha yang pin de biao mian ji nei bu xing mao ,XPSbiao zheng que ding ge yuan su de cun zai 。dui liang chong cai liao de qi min xing neng jin hang le ce shi ,jie guo biao ming Co3O4/Fe2O3fu ge cai liao zai 140℃xia dui 100 ppmde yi chun ling min du wei 27.272,shi chun Fe2O3ling min du de 2.2bei 。ling min du de di gao gui yin yu Co3O4/Fe2O3fu ge cai liao de nei bu jie gou ji Fe2O3he Co3O4zhi jian P-Nyi zhi jie gou de xing cheng 。liang chong cai liao jun ju you liang hao de chong fu xing ji chang ji wen ding xing 。yi xiao suan gu 、xiao suan xin 、2-jia ji mi zuo wei yuan liao ,shi yong gong chen dian fa ji hua xue ke shi fa jie ge gao wen duan shao zhi bei he ke jie gou Co3O4/ZnOfu ge cai liao 。XRDbiao zheng jie guo shui ming ,hua xue ke shi qian hou suo de chan wu jun wei Co/Zn-ZIF,gao wen duan shao hou quan bu zhuai bian wei Co3O4/ZnOfu ge cai liao ,bing dui cai liao jin hang qi min xing neng ce shi ,ce shi jie guo biao ming he ke jie gou Co3O4/ZnOzai 200℃xia dui 100 ppmde yi chun ling min du wei 38.87,shi chan ke Co3O4/ZnOde 2.8bei 。da de bi biao mian ji 、duo de qi ti huo xing wei dian yi ji ZnOhe Co3O4zhi jian de P-Nyi zhi jie gou de xing cheng shi di sheng qi min cai liao ling min du de zhu yao yuan yin 。yi lv hua gu 、lv hua xi 、qing yang hua na wei yuan liao ,shi yong gong chen dian fa jie ge liang bu gao wen duan shao ji shu zhi bei kong xin he ke jie gou fang kuai zhuang SnO2/Co3O4@Co3O4fu ge cai liao 。tong guo SEMji TEMbiao zheng guan cha chan wu de xing mao ,suo de dao de chan wu wei zhi jing yao wei 250 nmde fang kuai 。yu kong xin jie gou SnO2/Co3O4fu ge cai liao jin hang qi min xing neng de bi jiao ,SnO2/Co3O4@Co3O4qi min cai liao zai 140°Cxia dui 100 ppmde yi chun ling min du wei 27.69,SnO2/Co3O4ling min du wei 14.88。ci wai ,dui liang chong cai liao de chong fu xing 、shua ze xing ji wen ding xing deng qi min xing neng jin hang le ce shi 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自哈尔滨工程大学的李蓓,发表于刊物哈尔滨工程大学2019-07-01论文,是一篇关于共沉淀法论文,钴基氧化物论文,金属有机框架论文,气体传感器论文,乙醇检测论文,哈尔滨工程大学2019-07-01论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自哈尔滨工程大学2019-07-01论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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