多孔ZnO纳米片的制备及气敏性能研究.pdf

2012正11月 郑州大学学报(工学版) NOV． 2012 第33卷第6期 Journalof Science) V01．33No．6 ZhengzhouUniversity(Engineering 文章编号：1671—6833(2012)06—0104—03 多子LZnO纳米片的制备及气敏性能研究 巩飞龙，张永辉，肖元化，卢灵珍，张爱勤，李 峰 (郑州轻工业学院材料与化学工程学院，河南郑州450002) 摘要：通过溶剂热方法大量得到具有二维片状结构的前驱物后，再经煅烧处理成功嗣备出了多孔 ZnO纳米片．用XRD、FESEM、TEM等手段对材料的结构和形貌进行了表征，并系统研究了材料的气敏 性能．结果表明，多孔ZnO纳米片为单晶结构，制备的气敏元件对丙酮气体具有较高的灵敏度和选择性． 剁备出的多孔ZnO纳米片是制备丙酮传感器的理想材料，所剁备的气敏元件具有良好的响应恢复特性． 关键词：ZnO；多孔；纳米片；气敏性能 中图分类号：0614．24+1；0611．62文献标志码：A 过程¨。．具体制备过程：由乙二醇和去离子水组 0 引言 成40mL混合溶液(体积比1：1)，将2mmol的乙 ZnO作为重要的半导体氧化物之一，室温下禁 酸锌和4mmol的尿素溶入混合溶液中，搅拌溶解 h． 带宽度为3．37eV并具有较高的激子束缚能(60后，转入聚四氟乙烯反应釜中，140℃反应20 meV)，在光电子学、传感器、场发射、发光二级管、 待反应釜自然冷却至室温，离心分离，分别用去离 光催化、纳米发电机等方面都有巨大的应用潜 子水和无水乙醇各洗涤数次，70℃烘干，得到白 力…．灵敏度高、检测限低、选择性高、响应与恢复 色固体粉末．将该固体粉末于高温炉中400℃煅 时间短、稳定性好、成本低廉、体积小便于携带等优 烧2h即得到白色的多孔ZnO纳米片． 点，使得ZnO在气体传感器研究领域中占有重要 1．3材料的表征 的位置¨qJ．材料的性能依赖于尺寸、组成、结构和 采用德国BruckD8型X射线衍射仪对样品 8 形状，人们一直致力于研究采用各种合成方法以得 成分进行分析，CuKot作为辐射源，A=1．541 到形貌各异、性能优良的ZnO纳米材料¨“’． A．采用高解析热场发射扫描电子显微镜JSM． 笔者采用溶剂热法制备前驱物，对前驱物进 行煅烧得到了多孔单晶ZnO纳米片，并将多孑L单料进行形貌观察和分析． 晶ZnO纳米片制成旁热式气敏元件，对材料的气 1．4气敏元件的制备及气敏性能测试 敏特性进行了测试研究，结果表明其对丙酮气体 制备旁热式气敏元件，采用静态配气法在 的灵敏度优于最近相关文献报道ZnO纳米片的 HW一30A汉威气敏测试装置上进行性能测试，测 气敏性能¨“1． 试气体包括乙醇、丙酮、甲醇、苯、氯苯、乙腈等．R。 表示气敏元件在空气中的电阻值，R。表示气敏元 1 实验部分 件在测试气体中的电阻值，灵敏度S=R。／R。． 1．1 实验原料 2结果与讨论