一维氧化铁氧化锡纳米线的静电纺丝法制备及其气敏特性研究

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1、分类号：TP212单位代码：10183研究生学号：2013514014密级：公开静吉林大学硕士学位论文（专业学位）一维氧化铁/氧化锡纳米线的静电纺丝法制备及其气敏特性研究ElectrospinningfabricationandgassensingpropertiesofonedimensionalFe2O3/SnO2nanowires作者姓名：李鑫类别：工程硕士领域（方向）：集成电路工程指导教师：郑杰教授培养单位：电子科学与工程学院2016年6月II—————————————————————一维氧化铁/氧化锡纳米线的静电纺丝法制备及其气敏特性研究

2、—————————————————————ElectrospinningfabricationandgassensingpropertiesofonedimensionalFe2O3/SnO2nanowires作者姓名：李鑫领域（方向）：集成电路工程指导教师：郑杰教授类别：工程硕士答辩日期：2015年05月30日III摘要工业化迅猛发展的今天，空气质量问题受到了国内与国际社会空前的关注，部分家庭与公共场所已开始使用空气净化与监测设备，而无论是从源头上治理空气污染又或是改善空气质量，气体传感器在其中都扮演着必不可少的角色。其中半导体式气体传感器因成本

3、低、灵活性高、使用简单而具有极大的发展潜力。其灵活性体现在可以作为便携设备在特定区域进行快速气体检测，由于其成本低可大批量部署于环境监测点周围，多个气体传感器能够互相协同，联网工作构建信息化社会下的环境物联网。此外，还可以将不断开发的新型半导体材料与现代微电子加工工艺相结合，开发出具有低价格与高稳定性的微小型气体传感器。半导体式气体传感器研究涉及电子、物理、化学多方面学科间交叉知识。本文第一章从半导体式气体传感器三大特性出发（即识别功能、传输功能与敏感体利用率），从定性及定量两个角度介绍了影响气体传感器性能的因素及如何通过静电纺丝技术制备出性能良好

4、的敏感体材料。本文第二章介绍了通过使用静电纺丝技术，制备了由10-30纳米的纳米粒子组成的链状氧化铁/氧化锡纳米线。经过对静电纺丝前驱物进行了差热失重测试与不同产物形貌对比，推测了煅烧温度与聚合物在产物形成过程中的反应机理。以该敏感体材料制备的气体传感器对丙酮气体表现出极快的响应时间（1.5秒）与恢复时间（4秒），这主要取决于其中空多孔的纳米结构，同时实验测试结果表明传感器的工作温度对其气体选择性有着重要影响。本文第三章介绍了通过使用静电纺丝技术，制备了由氧化铁纳米粒子修饰的氧化锡纳米线，并通过热压技术将敏感体材料与平面式器件稳定结合在一起。经过对

5、乙醇气体测试发现，该敏感体材料与未经修饰的氧化锡纳米线相比灵敏度提升了4倍，这主要取决于氧化铁的碱性表面修饰功能。此外，本章还推测了敏感体的形成机理与气体敏感机理。本文第四章为结论和展望。关键词：气体传感器、氧化铁、氧化锡、静电纺丝IVAbstractWiththeindustrializationrapidlydevelopingtoday,theairqualityproblemshavedrawntheattentionbythedomesticandinternationalsocietyunprecedentedly.Somefamili

6、esandpeopleinpublicplaceshavestartedtouseairpurificationandmonitoringequipment.Whethertocontroltheairpollutionfromthesourceorimproveairqualitygradually,thegassensorplaysanessentialroleinit.Thesemiconductorgassensorhasagreatpotentialfordevelopmentduetolowcost,highflexibilityand

7、easytouse.Itcanbeusedasaportabledeviceinaspecificareaofgasdetection.Becauseofitslowcost,itcanbelargelydeployedinenvironmentandmultiplegassensorscancoordinatewitheachotherinnetwork.Inthisway,wecouldbuildtheenvironmentalinformationsociety.Inaddition,wecanalsocombinenewtypesemico

8、nductormaterialswithmodernmicroelectronicprocessingtechnology