Cu2O/还原氧化石墨烯复合材料的构筑及其在NOx气体分子检测方面的应用

采用氧化石墨(GO)为碳源,CuSO4为铜源,葡萄糖为还原剂,70℃回流,制备得到Cu2O/还原氧化石墨烯复合材料.该复合材料具有层状结构,八面体的Cu2O粒子均匀地生长在还原氧化石墨的表面.采用Cu2O/还原氧化石墨烯复合材料组装成气敏元件,在室温下对NOx气体分子进行检测,结果表明,该材料在室温下对97.0 ppm NOx有很较好的气敏响应,灵敏度为17.42;以上,响应时间为13.33 s.该传感器的最低检测浓度为0.97 ppm NOx,对NOx分子具有非常高的气敏选择性.     

多级结构CuO微球的制备及室温NOx气敏性能研究

采用一步水热合成方法制备具有多级结构的CuO微球.以聚乙二醇为结构导向剂,通过改变水热温度控制表面形貌.结果表明:制备的CuO微球的直径约为2.1μm,并且球体表面是由纳米棒疏松排列的.这种多级结构增大了材料的比表面积和活性位点.室温下,水热温度为120.C的样品CuO120对NOx表现出优异的气敏性能,最低检测限可达到1 ppm.CuO120对100 ppm NOx的灵敏度为74.4;,响应时间仅为2.6s.同时,CuO120气敏传感器具有很好的选择性和稳定性.     

Ni/NiO纳米复合材料的制备及其室温下NOx气敏性研究

采用静电纺丝法合成了直径为300 nm Ni(CH3COO) 2/PS纳米纤维,并且通过煅烧得到Ni/NiO纳米复合材料.对Ni/NiO纳米复合材料的NOx气敏性检测研究发现,该材料在室温下对97 ppm NOx有很较好的气敏响应,灵敏度可达到30;以上,响应时间小于4 min.     

三维花状Ni(OH)2/CNT纳米复合材料制备及NOx气敏性能研究

为了制备室温下对NOx气敏性能优异的纳米材料,本文采用简单的一步回流法制备出呈三维花状的Ni(OH)2/碳纳米管(CNT)纳米复合材料.分别采用XRD、SEM、TEM等表征手段研究了复合材料的形貌和结构.结果表明:三维花状结构是由Ni(OH)2纳米薄片层层堆叠组装起来的,CNT很好的嵌入在花状结构内.该材料在室温条件下对NOx有较好的气敏性能,当CNT的加入量为20 mg时,对于97 ppm NOx气体响应最快为8 s,灵敏度可达到24;,最低检测限为0.97 ppm.对其气敏机理进行研究发现,CNT的加入,有利于提高该复合材料的导电性能和气体的传输能力.该复合材料具有3D结构和独特的化学组成有望在气敏器件、催化等领域得到广泛的应用.     

氧化石墨烯与氧化锌复合材料的制备及室温NOx气敏性能研究

以Zn(NO3)2·6H2O为锌源,尿素为沉淀剂,氧化石墨烯(GO)为碳源,采用均匀沉淀法合成碱式碳酸锌与氧化石墨烯复合材料前驱体,350℃下焙烧前驱体2h,获得ZnO/GO复合材料,在室温下研究了该复合材料对NOx的气敏性能.通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对材料的形貌和结构进行表征.结果表明,所得样品为六方ZnO与GO复合材料,ZnO纳米粒子较均匀的覆盖在GO的表面.当硝酸锌溶液浓度为0.3mol/L时,所合成的复合材料对NOx有较高的灵敏度,且注入NOx体积浓度97 ppm时,灵敏度为27.5;,响应时间1s,最低检测浓度可达0.97 ppm.     

三维有序大孔WO3的制备及其对丙酮的气敏响应

三维有序大孔(3DOM)材料具有高度有序的孔结构和较大的比表面积,这些特点有利于气体在材料表面的传输与扩散,可以作为良好的气敏材料.本文通过聚苯乙烯模板结合煅烧处理的方法制备了3DOM WO3气敏材料,并运用XRD、SEM、BET、XPS等手段对其物相、形貌、比表面积和表面成分等进行了表征.气敏测试结果表明,所制备的3DOM材料对丙酮灵敏度高(在丙酮浓度10 ppm时,S=10),检测限可低至0.2 ppm.此外,3DOM WO3材料对丙酮还具有良好的选择性和长期稳定性.最后,对所制备的3DOM WO3材料进行了气敏机理解释.     

Cu掺杂WO3纳米棒的制备及其对正丁醇的气敏响应

通过水热法简易的制备出Cu掺杂WO3纳米棒材料,并运用XRD、SEM、BET等手段对其物相、形貌和比表面积等进行了表征,并研究了其对正丁醇的气敏性能.气敏测试结果表明,所制备的Cu掺杂WO3纳米棒材料对正丁醇具有良好气敏性能.当工作温度为400 ℃时,Cu掺杂WO3材料对100ppm的正丁醇的响应达到了29,约为纯WO3的3倍.同时,Cu掺杂WO3材料对正丁醇的检测限可低至0.1ppm,并且对正丁醇还具有良好的选择性.最后对所制备的Cu掺杂WO3材料进行了气敏机理解释.     

Cu2O/MWCNTs的制备、机理及气敏性研究

以Cu(Ac)2和多壁碳纳米管(MWCNTs)为原料,乙二醇(EG)作溶剂和还原剂制备了Cu2O/MWCNTs纳米复合材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对材料进行了表征,探讨了Cu2O以纳米粒子负载于MWCNTs表面的形成机理,并测试了复合材料对NOx的气敏性。结果表明Cu2O纳米粒子能够以键合作用负载在MWCNTs表面,Cu2O以纳米粒子形式有效负载是MWCNTs表面的化学吸附中心和Cu2+使用量的综合作用结果;Cu2O的负载有效增强了MWCNTs对NOx的气敏范围和灵敏度。     

Cu-Cu2O/RGO复合材料的制备及NOx气敏性能

采用改进Hummers方法制备氧化石墨(GO).以还原态氧化石墨与铜和氧化亚铜复合(Cu-Cu2O/RGO).对GO和Cu-Cu2O/RGO复合材料进行了TEM、FT-IR、XRD、SEM等表征.研究结果表明,氧化石墨为片状结构,其边缘处存在较为明显的褶皱和折叠,氧化石墨中含有大量的含氧的亲水官能团(如:羧基、羟基、羰基等).而在Cu-Cu2O/RGO复合材料中,Cu和Cu2O粒子能够比较均匀地分布于还原态氧化石墨的层间.另外,在室温下对Cu-Cu2O/RGO复合材料的NOx气体敏感性测试结果发现,当注入NOx后,其电阻下降,反之当脱离NOx时电阻又会上升到平缓位置;而且随着NOx的浓度递减,灵敏度也随之下降,表现出较好的响应-恢复气敏特性.     

MnO2/NiO纳米复合微球的制备及室温NOx气敏性能研究

采用低温沉淀法合成含有Mn和Ni的碳酸盐前驱体.经焙烧处理制备了MnO2/NiO纳米复合微球.采用SEM和XRD研究了复合材料的形貌和结构.结果表明:所制备的MnO2/NiO复合微球直径约为2μm.微球表面纳米粒子稀松的排列,且粒子端口呈介孔结构.在室温下,MnO2/NiO-2薄膜传感器对NOx具有较好的气敏响应.当NOx气体浓度为100 ppm时,灵敏度达36;,响应时间为11s.MnO2/NiO-2传感器对NOx气体的最低检测线为3 ppm.