纳米TiO2改性及气敏性的研究

论文摘要

针对纳米TiO2化学结构和能带结构呈现弱N型、宽带隙、Ti外层电子不活泼等特点,致命地影响了其低阻半导化水平等问题。本研究采用前期热处理,得到了金红石型纳米TiO2,按照不同重量百分比掺杂贵金属Ru进行改性,降低了材料阻值,提高了纳米TiO2对三甲胺（TMA）的灵敏度。鲜度是判断鱼类可食用性的重要标志。研究表明,鱼类储藏期间会挥发出三甲胺（TMA）气体。因此,通过测量三甲胺（TMA）气体的浓度可以判断鱼的鲜度等级。本论文在参考了大量关于鱼鲜度检测方法文献的基础上,提出了以纳米TiO2为基质,掺杂不同重量百分比的贵金属Ru进行改性;在实验中克服了敏感材料不能长时间烧结的问题,固定烧结温度600℃,对敏感材料进行了48小时长时间热烧结,降低了材料阻值,提高了纳米TiO2响应三甲胺（TMA）气体的灵敏度;并对纳米TiO2基敏感材料响应TMA气体的敏感机理、添加贵金属Ru的改性机理进行了研究和探讨。本论文主要研究不同重量百分比贵金属Ru的掺杂、不同老化时间、不同工作电压下气敏元件响应三甲胺（TMA）灵敏度的差异;同时对此气敏元件进行了干扰气体NH3和H2的测试,并对鲫鱼死后的鲜度变化进行了连续测定,分析了不同条件下出现灵敏度差异的原因。根据实验研究得出,掺杂贵金属Ru重量百分比为2.0%、工作电压为6V、老化时间为48小时的纳米TiO2气敏元件响应下限低、选择性好、实用性强。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 2 改性方法的研究'>1.1 纳米TiO₂改性方法的研究
• 2 的性质和特点'>1.1.1 纳米TiO₂的性质和特点
• 2 改性的目的'>1.1.2 纳米 TiO₂改性的目的
• 2 改性的方法'>1.1.3 纳米 TiO₂改性的方法
• 2 改性的应用'>1.1.4 纳米 TiO₂改性的应用
• 1.2 课题的意义
• 1.3 鱼类等海产品检测鲜度方法概述
• 1.3.1 感官定性鉴定鲜度
• 1.3.2 化学评价方法
• 1.3.3 生物传感器法
• 1.3.4 利用三甲胺（TMA）传感器测量鲜度
• 1.4 国内外测鲜传感器研究进展
• 1.4.1 国外鱼类产品测鲜研究进展
• 1.4.2 国内鱼类产品测鲜研究进展
• 1.5 选题依据
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验主要材料和仪器
• 2.2 实验内容
• 2.3 气敏元件的制作及其组装
• 2.4 气敏性能测试
• 第3章 实验结果与讨论
• 2 的透射电镜（TEM）分析'>3.1 纳米TiO₂的透射电镜（TEM）分析
• 3.2 试样 X 射线衍射分析
• 2 敏感材料晶型结构转变'>3.2.1 纳米TiO₂敏感材料晶型结构转变
• 2 试样X 射线衍射分析'>3.2.2 掺杂金属Ru 的纳米TiO₂ 试样X 射线衍射分析
• 2（纳米）型气敏元件性能测试分析'>3.3 Ru/TiO₂（纳米）型气敏元件性能测试分析
• 3.3.1 元件最佳工作电压的测试
• 3.3.2 掺杂 Ru 的量不同的气敏元件对 TMA 灵敏度的对比测试
• 3.3.3 老化24 小时气敏元件对 TMA 的灵敏度对比测试
• 3.3.4 元件在不同老化时间下对TMA 灵敏度对比测试
• 3.3.5 元件在老化48 小时后对 TMA 灵敏度测试
• 3和H₂ 与TMA 的灵敏度的对比测试'>3.3.6 元件对NH₃和H₂ 与TMA 的灵敏度的对比测试
• 3.3.7 元件对鲫鱼鲜度的测试
• 3.4 结果讨论
• 2 的敏感机理'>3.4.1 纳米 TiO₂的敏感机理
• 3.4.2 贵金属Ru 的增敏剂作用
• 2 前处理和气敏元件烧结作用'>3.4.3 纳米 TiO₂前处理和气敏元件烧结作用
• 结论
• 参考文献
• 致谢