本文主要研究内容
作者张琛琛（2019）在《SnO2纳米材料的气敏与磁性研究》一文中研究指出：二氧化锡（SnO2）作为锡石矿的主要成分,是一种白色粉末,其晶体结构为金红石型结构。SnO2由于制备简单,成本低廉,性质稳定等优点,成为了现阶段研究的热点材料之一。在气敏研究中,SnO2具有稳定性好,寿命长,元件制备简单,恢复响应时间短等优点,但也存在气体响应较低以及对气体选择性较差等缺点。一般情况下,气敏反应是一种气体与材料表面接触的化学反应,因此材料表面的组成,缺陷分布,掺杂改性,比表面积等因素都会对材料的气敏特性造成影响。因此通过改变SnO2材料表面结构来提高气敏传感器的气体响应,改善其选择性成为了当前研究的重点。此外,具有约为3.6 eV宽带隙的SnO2作为一种稀磁半导体材料,由于其高的光学透明度、导电性和化学敏感性等迷人的特性而备受关注。SnO2的n型导电性归因于点缺陷,尤其是氧空位（VO）,这也可能影响其磁性能。本论文中,我们通过改变纳米粉末的烧结气氛来改变材料表面的缺陷分布,调节晶粒尺寸的大小,从而提高SnO2气体传感器对乙醇气体的气体响应。此外,我们在对SnO2纳米材料改性掺杂以及进行贵金属修饰来增强气敏性能的基础上,通过改变材料的烧结气氛进一步改善SnO2气敏传感器的气体响应。磁性方面,本文通过实验和理论计算研究了有氧空位（VO）和没有氧空位（VO）的Ni掺杂SnO2的铁磁性。具体内容如下:（1）通过溶胶凝胶法制备得到SnO2纳米颗粒,用研钵将药品研成粉末,在马弗炉中600℃退火2 h,制得空气退火的SnO2纳米粉体（样品一）。从样品一中取出一部分放入气氛炉,真空下600℃保持30 min取出样品,得到真空退火的SnO2纳米粉体（样品二）。从样品二中取出一部分再次放入气氛炉通入O2,在0.1 MPa下静置16 h,得到富氧保存的SnO2纳米粉体（样品三）。实验结果表明真空烧结可以有效地提高SnO2气体传感器对乙醇气体的气体响应,其原因是真空退火得到的SnO2晶粒变小,同时真空退火还可以使材料表面氧空位增多,为气体吸附提供更多的活性吸附位点。此外实验发现真空退火还可以改善传感器的恢复性,缩短传感器的恢复响应时间,并且真空退火后传感器选择性较传统的空气烧结好。（2）用溶胶凝胶法制备出不同摩尔比的Ni掺杂SnO2纳米材料。结果显示,相比于无掺杂的SnO2纳米晶粒,掺杂Ni后电阻明显增大,对乙醇气体的气体响应较未掺杂样品有所提高。对于掺杂后的样品,掺杂比例为2%时气体响应较高。此外,真空退火增加了材料表面氧空位的数目,使吸附氧所占全部氧的比例增加,促进了气敏反应的进行,并提高了气体响应。采用溶胶凝胶法制备的Sn0.96Ni0.04O2纳米粉末具有室温铁磁性,真空退火降低了饱和磁化强度。密度泛函理论（DFT）计算表明掺杂的Ni原子可以在SnO2（110）表面引入约2.0μB的局部磁矩,这归因于Ni 3d和O 2p电子的自旋极化。Ni掺杂的SnO2（110）表面的优先磁耦合的类型取决于Ni的分布,并且在大多数情况下铁磁耦合更有利。VO的引入明显削弱了Ni掺杂SnO2（110）表面的铁磁相互作用。（3）用溶胶凝胶法制备出不同浓度Au修饰的SnO2纳米粉体,研究结果表明:2%Au修饰的SnO2气体传感器对乙醇的气体响应较高,其中真空退火的SnO2传感器气体响应比空气烧结的高,并且具有更好的选择性。可能的原因一是Au修饰可以有效抑制SnO2晶粒的生长,使晶粒变小,从而使晶界上暴露于靶气体的位点增多,促进了气敏反应的进行;二是因为真空退火使材料表面氧空位增多,有利于目标气体与材料表面的气敏反应。
Abstract
er yang hua xi （SnO2）zuo wei xi dan kuang de zhu yao cheng fen ,shi yi chong bai se fen mo ,ji jing ti jie gou wei jin gong dan xing jie gou 。SnO2you yu zhi bei jian chan ,cheng ben di lian ,xing zhi wen ding deng you dian ,cheng wei le xian jie duan yan jiu de re dian cai liao zhi yi 。zai qi min yan jiu zhong ,SnO2ju you wen ding xing hao ,shou ming chang ,yuan jian zhi bei jian chan ,hui fu xiang ying shi jian duan deng you dian ,dan ye cun zai qi ti xiang ying jiao di yi ji dui qi ti shua ze xing jiao cha deng que dian 。yi ban qing kuang xia ,qi min fan ying shi yi chong qi ti yu cai liao biao mian jie chu de hua xue fan ying ,yin ci cai liao biao mian de zu cheng ,que xian fen bu ,can za gai xing ,bi biao mian ji deng yin su dou hui dui cai liao de qi min te xing zao cheng ying xiang 。yin ci tong guo gai bian SnO2cai liao biao mian jie gou lai di gao qi min chuan gan qi de qi ti xiang ying ,gai shan ji shua ze xing cheng wei le dang qian yan jiu de chong dian 。ci wai ,ju you yao wei 3.6 eVkuan dai xi de SnO2zuo wei yi chong xi ci ban dao ti cai liao ,you yu ji gao de guang xue tou ming du 、dao dian xing he hua xue min gan xing deng mi ren de te xing er bei shou guan zhu 。SnO2de nxing dao dian xing gui yin yu dian que xian ,you ji shi yang kong wei （VO）,zhe ye ke neng ying xiang ji ci xing neng 。ben lun wen zhong ,wo men tong guo gai bian na mi fen mo de shao jie qi fen lai gai bian cai liao biao mian de que xian fen bu ,diao jie jing li che cun de da xiao ,cong er di gao SnO2qi ti chuan gan qi dui yi chun qi ti de qi ti xiang ying 。ci wai ,wo men zai dui SnO2na mi cai liao gai xing can za yi ji jin hang gui jin shu xiu shi lai zeng jiang qi min xing neng de ji chu shang ,tong guo gai bian cai liao de shao jie qi fen jin yi bu gai shan SnO2qi min chuan gan qi de qi ti xiang ying 。ci xing fang mian ,ben wen tong guo shi yan he li lun ji suan yan jiu le you yang kong wei （VO）he mei you yang kong wei （VO）de Nican za SnO2de tie ci xing 。ju ti nei rong ru xia :（1）tong guo rong jiao ning jiao fa zhi bei de dao SnO2na mi ke li ,yong yan bo jiang yao pin yan cheng fen mo ,zai ma fu lu zhong 600℃tui huo 2 h,zhi de kong qi tui huo de SnO2na mi fen ti （yang pin yi ）。cong yang pin yi zhong qu chu yi bu fen fang ru qi fen lu ,zhen kong xia 600℃bao chi 30 minqu chu yang pin ,de dao zhen kong tui huo de SnO2na mi fen ti （yang pin er ）。cong yang pin er zhong qu chu yi bu fen zai ci fang ru qi fen lu tong ru O2,zai 0.1 MPaxia jing zhi 16 h,de dao fu yang bao cun de SnO2na mi fen ti （yang pin san ）。shi yan jie guo biao ming zhen kong shao jie ke yi you xiao de di gao SnO2qi ti chuan gan qi dui yi chun qi ti de qi ti xiang ying ,ji yuan yin shi zhen kong tui huo de dao de SnO2jing li bian xiao ,tong shi zhen kong tui huo hai ke yi shi cai liao biao mian yang kong wei zeng duo ,wei qi ti xi fu di gong geng duo de huo xing xi fu wei dian 。ci wai shi yan fa xian zhen kong tui huo hai ke yi gai shan chuan gan qi de hui fu xing ,su duan chuan gan qi de hui fu xiang ying shi jian ,bing ju zhen kong tui huo hou chuan gan qi shua ze xing jiao chuan tong de kong qi shao jie hao 。（2）yong rong jiao ning jiao fa zhi bei chu bu tong ma er bi de Nican za SnO2na mi cai liao 。jie guo xian shi ,xiang bi yu mo can za de SnO2na mi jing li ,can za Nihou dian zu ming xian zeng da ,dui yi chun qi ti de qi ti xiang ying jiao wei can za yang pin you suo di gao 。dui yu can za hou de yang pin ,can za bi li wei 2%shi qi ti xiang ying jiao gao 。ci wai ,zhen kong tui huo zeng jia le cai liao biao mian yang kong wei de shu mu ,shi xi fu yang suo zhan quan bu yang de bi li zeng jia ,cu jin le qi min fan ying de jin hang ,bing di gao le qi ti xiang ying 。cai yong rong jiao ning jiao fa zhi bei de Sn0.96Ni0.04O2na mi fen mo ju you shi wen tie ci xing ,zhen kong tui huo jiang di le bao he ci hua jiang du 。mi du fan han li lun （DFT）ji suan biao ming can za de Niyuan zi ke yi zai SnO2（110）biao mian yin ru yao 2.0μBde ju bu ci ju ,zhe gui yin yu Ni 3dhe O 2pdian zi de zi xuan ji hua 。Nican za de SnO2（110）biao mian de you xian ci ou ge de lei xing qu jue yu Nide fen bu ,bing ju zai da duo shu qing kuang xia tie ci ou ge geng you li 。VOde yin ru ming xian xiao ruo le Nican za SnO2（110）biao mian de tie ci xiang hu zuo yong 。（3）yong rong jiao ning jiao fa zhi bei chu bu tong nong du Auxiu shi de SnO2na mi fen ti ,yan jiu jie guo biao ming :2%Auxiu shi de SnO2qi ti chuan gan qi dui yi chun de qi ti xiang ying jiao gao ,ji zhong zhen kong tui huo de SnO2chuan gan qi qi ti xiang ying bi kong qi shao jie de gao ,bing ju ju you geng hao de shua ze xing 。ke neng de yuan yin yi shi Auxiu shi ke yi you xiao yi zhi SnO2jing li de sheng chang ,shi jing li bian xiao ,cong er shi jing jie shang bao lou yu ba qi ti de wei dian zeng duo ,cu jin le qi min fan ying de jin hang ;er shi yin wei zhen kong tui huo shi cai liao biao mian yang kong wei zeng duo ,you li yu mu biao qi ti yu cai liao biao mian de qi min fan ying 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的张琛琛，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于纳米粉体论文,溶胶凝胶论文,二氧化锡论文,气体传感器论文,乙醇论文,太原理工大学2019-07-26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，资料来自太原理工大学2019-07-26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。
标签：纳米粉体论文; 溶胶凝胶论文; 二氧化锡论文; 气体传感器论文; 乙醇论文; 太原理工大学2019-07-26论文;