TiO2基復(fù)合材料制備及氣敏性能研究.pdf

1、金屬氧化物TiO2作為寬帶半導(dǎo)體功能材料，具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全無(wú)毒且成本低等優(yōu)點(diǎn)。近幾年，已有關(guān)于采用TiO2作為基底的傳感元件檢測(cè)有毒、有害性氣體的研究報(bào)道，使得TiO2作為一種新型的氣敏材料成為新的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)半導(dǎo)體金屬氧化物TiO2復(fù)合材料在室溫下的氣敏性能做了初步研究，采用靜電紡絲法制備了TiO2基摻金屬銦離子和鋁離子復(fù)合材料，通過(guò)X-射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、N2吸附-脫附等檢測(cè)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料的組成結(jié)

2、構(gòu)、形貌及孔隙率進(jìn)行了表征。隨后通過(guò)自組裝的氣敏檢測(cè)儀器對(duì)TiO2復(fù)合材料的氣敏性進(jìn)行檢測(cè)。研究了復(fù)合材料對(duì)NO的氣敏性能。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)純TiO2材料為銳鈦礦相與金紅石相的混合相，摻雜后TiO2復(fù)合材料大部分為銳鈦礦相，摻雜金屬銦鹽纖維直徑約為500 nm，構(gòu)成纖維的晶粒直徑約為10 nm左右;摻雜金屬鋁鹽纖維直徑約為200 nm，構(gòu)成纖維的晶粒直徑為6～7 nm。
　　 (2)在摻雜金屬鹽的基礎(chǔ)上，適量

3、的添加表面活性劑，使TiO2復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)變得疏松、表面產(chǎn)生介孔，粒子與粒子之間存在的介孔大大地提高了復(fù)合材料的比表面積和孔隙率，有效的提高了復(fù)合材料的氣敏性能。在摻雜各種金屬鹽的復(fù)合材料中，氯化鋁摻雜改性的TiO2復(fù)合材料的氣敏性能最好，對(duì)NO的最高靈敏度可達(dá)39.5％，響應(yīng)時(shí)間為3s，最低檢測(cè)限達(dá)到9.7×10-9。
　　 (3)金屬鹽的摻雜可改變材料的表面性能，實(shí)驗(yàn)中少量金屬鹽的摻雜，能夠有效地抑制TiO2由銳鈦礦晶相轉(zhuǎn)變