锌掺杂氧化镍纳米线的制备及氧化镍基气敏传感器性能的研究-论文.pdf

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1、第33卷第5期西华大学学报(自然科学版)2014年9月Vo1．33，No．5JournalofXihuaUniversity·NaturalScienceSep．2014·先进材料及能源·锌掺杂氧化镍纳米线的制备及氧化镍基气敏传感器性能的研究王剑，魏晓伟，张建军，唐祁峰，郭彪，徐磊，敖进清(西华大学材料科学与工程学院，四川成都610039)摘要：为了提高NiO气敏材料的响应和恢复速度，采用磁场诱导肼还原法和高温氧化法制备zn掺杂NiO纳米线，研究zn掺NiO纳米线基传感器对于氨气的敏感性能。结果表明：随着zn掺杂浓度的提高(摩尔分数2％～5％)，XRD衍射峰向

2、小角度偏移0．2。一0．4。，且晶面间距增大0．01～0．02nm，均说明锌离子已成功掺人到NiO晶格中；与未掺杂的NiO纳米线传感器相比，掺杂zn的NiO纳米线传感器的响应速度提升了6—8倍，恢复速度提升了108—120倍；掺杂的NiO基气敏传感器同时拥有着优异的稳定性和选择性。关键词：锌掺杂氧化镍；纳米线；气敏传感器；响应和恢复中图分类号：0475文献标志码：A文章编号：1673—159X(2014)05—0070—05doi：10．3969／j．issn．1673—159X．2014．05．016FabricationofZinc-dopedNickel

3、OxideNanowiresandResearchonGasSensorsbasedonNioWANGJian，WEIXiao—wei，ZHANGJian-jun，TANGQi—feng，GUOBiao，XULei，AOJin—qing(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，XihuaUniversity，Chengdu610039China)Abstract：InordertoinaprovetheresponsesandrecoveryspeedsofNiOgassensingmaterials，Zn-dopedNi

4、Onanowiresarepre-paredviareductionofMagneticfieldinducedhydrazinecombinedwithsubsequenthightemperatureoxidation，sensitivitytoammoniaofsensorsisresearchedbasedonZinc—dopedNickeloxidenanowires．ResultsobtainedfromtheresearchshowthataUthepeaksofXRDhaveaslightshifttowardlowerangles(0．2。一

5、0．4。)andtheinterplanardistancehasaslightincrease(0．0l一0．02nm)within—creasingZndopantconcentrationfrom2to5mo1％，whichisassignedtothesuccessfulincorporationofzincionsintheNiOhoststruc—ture．ThegassensorbasedonNiOnanowireswith2—5mo1％ofZndopinghas6—8timesfasterresponsespeed，and108～120time

6、sfasterrecoveryspeedthanpureNiOsensor．Meanwhile，thedopedNiOsensorhasexcellentstabilityandselectivitytowardNH3gasO—verotherorganicgases．Keywords：zinc—dopednickeloxide；nanowires；gassensor；responseandrecovery气敏传感技术是当今环境监测和预警领域发气敏装置功耗较低、选择性较好、响应和恢复速度展最为迅猛的高新技术之一，也是新技术革命和信更快。对于微型气敏传感装置来说

7、，所有的特性息社会的技术基础J。作为典型的气敏装置，半指标(灵敏度、重复性、稳定性、选择性)取决于“气导体微型气敏传感器(基于监测气体分子与半导体敏材料”。纳米尺度的金属氧化物半导体是研究较敏感材料接触而发生物理吸附或化学反应导致电多、应用较广的一类气体敏感材料，因其具有较多阻变化，即气体响应)是较好的一种选择，因为这种的优异性能，如实用性、无毒性、生物相容性和化学收稿目期：2014—03一l1基金项目：西华大学重点科研基金项目(z1320110)；西华大学青年学者培养计划(01201418)。作者简介：王剑(1984一)，男，讲师，博士，主要研究方向为新型复

8、合材料。74西华大学学报·自然科学版2