不同结构纳米la1-xsrxfeo3材料的制备及其气敏特性研究

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1、博士学位论文不同结构纳米Lal吠SrxFe03材料的制备及其气敏特性研究StudyonPreparationofLal叫SrxFe03withDifferentNanostructuredMaterialsandTheirGas-·sensingProperties学10609001大连理工大学DalianUniversityofTechnology论文作者签名：盐!蝤!丕指导教师签名：乏：型论文评阅人l：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：吹尥遐1媸萜念奎委员1：术氐莨漳能鲞鲤蔓委员2：-K色讽1卡喙囡蛙委员3：-4．电塑7太滢可堑隅

2、委员4：叁鱼迥丛鳖益狃答辩日期：21鲨垒垒盈三兰望．StudyonPreparationofLal-xSrxFeOzwithDifferent．．NanostructuredMaterialsandTheirGas-sensing■■■■■■■_——．_p,,．rop---e-----r--t--i--e—---slIImmmnmmllm■-·一Author'sSignature：幽垫迅!Supervisor’Ssignature：Reviewers：ExaminingCommitteeChairman：ExaminingCommitteeMembers：

3、Dateoforaldefense：沙心识叼大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：大连理工大学博士学位论文摘要随着经济的发展和现代化程度的不断提高，半导体氧化物气体传感器越来越广泛的应用于工农业生产、生活的各个领

4、域。作为半导体金属氧化物材料中的一种，AB03型钙钛矿材料有着优异的性能。本文以钙钛矿结构Lal吖S啦e03材料为研究对象，采用不同方法制备了三种不同结构的纳米Lal《SrxFe03材料，研究比较了三种不同结构材料的气敏特性；并用密度泛函理论研究了Lal嘎SrxFe03对H20、02和甲醛(HCHO)的吸附机理。利用溶胶凝胶法制备了Lal§啦e03(萨0．0．1．0)纳米颗粒材料，并利用XRD、TG／DTA、FTIR、SEM和TEM等对其进行了表征。测试了Lal吖SrxFe03(沪O．0．1．0)纳米颗粒材料对甲醛的气敏特性，并研究了Lal《S站e03(沪

5、O．1．0．5)材料的介电特性和湿敏特性，实验结果表明x=0．3的材料Lao．7Sro．3Fe03对HCHO气体具有最高的响应值。以Lao．7Sro．3Fe03作为研究对象，利用水热合成法制备了高长径比的La0．7Sro．3Fe03纳米颗粒组装的实芯纳米线，结合各种表征结果研究了纳米颗粒组装的纳米线的生长机理。Lao．7Sro．3Fe03纳米线对甲醛的最低检测浓度降到0．1ppm。利用静电纺丝法实现了可控制备中空结构Lao．7Sro．3Fe03纳米纤维。通过调整无机盐和PVP的质量比，控制La0．7Sro．3Fe03纳米纤维中空结构，如纤维直径和纤维壁厚等

6、；通过焙烧温度控制纤维的直径和颗粒粒径。结合材料的表征结果，研究了中空结构纳米纤维的生长机理，这种纤维对低浓度甲醛的响应值得到进一步提高。三种不同结构的Lao．7Sro．3Fe03材料对甲醛的气敏特性说明，材料的形貌结构对甲醛气体的敏感特性有较大影响。中空结构纳米纤维的焙烧温度低，晶粒尺寸小，比表面积大，最佳工作温度低，因此表现出最好的气敏特性。根据密度泛函理论研究了Lal吖S啦e03的吸附机理。建立了以FeO为最外表面的Lal《SrxFe03(010)面，分别研究了H20、02和HCHO在该面的吸附特性。结果表明sr替代La能改变表面结构和电子特性，影响

7、气体吸附特性。建立了La(Sr)O为最外表面的Lao．75Sro．25Fe03(010)面，研究表明，Sr替代La的位置不同，对HCHO分子的吸附特性也不同；HCHO中的C会捕获La(Sr)O最外表面上的0，形成H2C02，H2C02易分解为C02和H20。该结论符合了对气敏机理的分析。关键词：气体传感器；铁酸锶镧；纳米结构；气敏机理；密度泛函理论不同结构纳米Lal§晒e03材料的制备及其气敏特性研究大连理工大学博士学位论文StudyonPreparationofLal．霄SrxFe03withDifferentNanostructuredMaterial

8、sandTheirGas—sensingPropertiesAbs