二氧化钛纳米管气敏特性的研究

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1、中文摘璎中文摘要二二氧化钛作为一种重要的金属氧化物半导体功能材料，人们对其湿敏、介电效应、光电转换、光致变色及光催化等性能已有广泛应用，但对其气敏性的研究与应用相对较少。二氧化钛纳米管作为一维纳米材料较纳米粉体有着更大的比表面积．具有极好的有序结构和很高的量子效应，因此对二氧化钛纳米管气敏特性的研究有着极其重要之意义。本文重在分析二氧化钛纳米管的气敏性，分别在氢氟酸电解液体系与氢氟酸加冰醋酸电解液体系中，以电化学阳极氧化法制备二氧化钛纳米管，制备方法安全简单，而且得到的二氧化钛纳米管气敏性优良。通过SEM分析，对氧化电压、氧化时间、电解液浓

2、度、和热处理温度等制备参数的控制以及相应文献的参照、对比，制备出利于气敏的纳米管结构，并对纳米管生长机理进行了论述。对制备出的纳米管进行了热处理，并通过XRD的分析，对不同热处理温度的二氧化钛的晶型作出判断，得到了利于气敏的晶型所需的熟处理温度。本文重点考察管径30nm、管壁厚10nm、管长400nm的二氧化钛纳米管阵列膜的气敏性。对二氧化钛纳米管的气敏性机理进行阐述，分别对氢气、N02、丙酮、氨气进行气敏性测试，发现在75℃时，对1000ppm的氢气灵敏度达103，而且其响应时间、恢复时间都很快。在室温条件下，对100ppm的二氧化氮灵敏

3、度145。讨论了纳米管形貌对灵敏度的影响，分析了测试温度、气体浓度对灵敏度以及气体选择性的影响。。关键词：Ti02纳米管；制备；纳米管形貌；气敏性；灵敏度AbstractTiO，isanimportantfeaturematerialsofmetaloxidesemiconductor,itshumiditysensitivity,dielectriceffect，photovoltaic，photochromicandopticalpropertiesofcatalysishavebeenwidelyused，buttheresearch

4、andapplicationofitsgassensitivityhasbeenusedrelativeless．Ti02nanotubes，asone—dimensionalnanomaterials，haveagreaterspcificareathannanoparticles，withexcellentorderedstructureandquantumeffects．SOtheresearchofgassensitivitypropertiesofTi02nanotubeshas锄importantmeaning．Thisarti

5、clefocusesonthegassensitivityanalysisofTi02nanotubes．TiO：nanotubeswerepreparedbyelectrochemicalanodizationinHF／CH3COOHandHFelectrolytesystemrespectively．Thispreparationmethodisasfeandsimple，thegassensitivityofTi02nanotubespreparedbyitisfine．WecanprepareandcompareTiO：nanotu

6、besconducivetOgasbycontrollingpreparationparametersoftheoxidevoltage，OXidationtime，electrolyteconcentration，andheattreatmenttemperature，SEManalysisandcorrespondingliteraturereference，andandthegrowthmechanismofnanotubesaredisCUSsed．ByXRDanalysisofTi02nanotubesafterheattreat

7、mentatdifferenttemperatures．wec锄determinethecrystalformandknowwhichtemperatureisbetterthanotherstobenefitnanotubes’gassensitivityproperties．ThispaperputemphasisongassensitivitypropertiesofTi02nanotubearrayfilmwithdiameterof30nm，pipewallthicknessoflOnm，thetubelengthof400nm·

8、ThemechanismofgassensitivityofTi02nanotubeswasdescribed．Hydrogen，nitrogendioxideandaceton