氧化铜复合材料的设计合成及no_x气敏性研究

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2、Ｉ完成日期：２０１５年３月３０日；，；ｊ媒冶ＪＨ＇／７Ｘ＇Ｉ靠我＇１＾１＇■－．．．＼ｒ＞：Ｉ，．独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研。，究成果据我所知除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，化不包含为获得黑龙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。〇：签字日期日学位论文作者签名：年ｒ月＞学位论文版权使用授权书本人完全了解黑龙江大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送

3、交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权墨基在么堂可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。学位论文作者签名；导师签名麵禱：裘７：月曰签字曰期签字曰期以皆年＾：２口公：年ｆ月曰＼学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编；中文摘要中文摘要在各种各样的空气污染物中，NOx是一种有毒气体，大于1ppm的NOx可以危害人体的呼吸系统以及肺组织。因此，在室温下制备高灵敏度以及具有快速响应时间的NOx的稳定传感器变得尤为重

4、要。氧化铜和氧化锌是优秀的半导体材料，它们广泛地应用在气敏传感器领域。所以，本文通过一步简单的回流法可控合成了CuO材料以及CuO/ZnO复合材料，在室温的条件下对其进行NOx气敏测试，同时初步对气敏机理进行了探讨。首先，以硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)为基底，PEO-PPO-PEOblockcopolymer(P123)为表面活性剂，氨水(NH3·H2O)作为沉淀剂的条件下，通过改变Cu(NO3)2·3H2O的浓度、回流时间以及回流温度，合成了由纳米片自组装的多级结构的CuO微球，并对其在室温下进行气敏测试。实验结果表明：CuO对97ppm的

5、NOx气体的灵敏度可达到64.36%，响应时间为8.67s，检测限最低达到0.97ppm。增强的气敏性能是由于多级结构为目标气体提供更大的接触面积。其次，在制备纯CuO的回流条件下，加入Zn(NO3)2，合成出CuO/ZnO复合材料(CZ)，并在室温下进行NOx气敏性能的测试。实验中Zn(NO3)2·6H2O与Cu(NO3)2·3H2O质量为30%的时候合成的CZ-30的复合材料有最佳的性能。测试结果表明，CZ-30对97ppmNOx灵敏度为91.22%，响应时间仅为4.0s，检测限可达0.97ppm。合成的CuO/ZnO复合材料表现出p型半导体特性

6、。由于在复合材料中Zn的加入使得材料的导电性提高，EIS及Mott-Schottky测试表明，电荷更加容易转移，从而提高响应速度。因此，合成的CuO/ZnO复合材料比纯CuO表现出了更好的气敏性能。关键词：CuO；CuO/ZnO复合材料；多级结构；NOx；气敏传感I黑龙江大学硕士学位论文AbstractAmongvariousairpollutants,NOxistoxic.AnyformofNOxatlevelsgreaterthan1ppmcancauseseriousdamagetothehumanrespirationsystemandlun

7、gtissues.ItisimportanttoprepareNOxsensorswithhighsensitivityandfastresponseatroomtemperature.CuOandZnOarepromisingsemiconductormaterialsandwidelyusedinthefieldofgassensors.Inthispaper,CuOandCuO/ZnOcompositesweresynthesizedbyrefluxmethod.ThegassensingpropertyofCuOandCuO/ZnOonNOx

8、wereinvestigatedatroomtemperature,andtheirgassensingme