TiO2基納米纖維的制備及其氣敏性能研究.pdf

1、本論文主要利用靜電紡絲技術(shù)制備純TiO2和摻雜TiO2納米纖維，并探討內(nèi)部摻雜和表面修飾對(duì)其氣敏性能的影響。具體包括以下的研究?jī)?nèi)容:
　　1.采用靜電紡絲技術(shù)制備出了純的和摻雜的TiO2納米纖維，較系統(tǒng)地探討了靜電紡絲技術(shù)制備中各種工藝參數(shù)的影響，具體包括:PVP的含量、鈦酸四丁酯的含量、電壓、燒結(jié)溫度等，并獲得了最佳制備參數(shù)。制得TiO2納米纖維的表面粗糙，結(jié)晶良好。使用TiO2納米纖維制作的氣敏元件對(duì)乙醇蒸汽和丙酮蒸汽都有響應(yīng)

2、，TiO2納米纖維的氣敏機(jī)理可以用表面電荷轉(zhuǎn)移模型（表面電荷耗盡層模型）進(jìn)行解釋。
　　2.研究了不同摻雜元素和摻雜量對(duì)TiO2納米纖維的形貌、結(jié)構(gòu)和氣敏性能的影響，并對(duì)摻雜導(dǎo)致氣敏性能提高的可能的原因做了解釋。從SEM圖像中，我們發(fā)現(xiàn)摻雜的和純的TiO2納米纖維基本上沒(méi)有什么區(qū)別，均為連續(xù)的納米纖維，表面粗糙。由于參雜量比較少，從XRD圖像中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)元素或者雜質(zhì)元素氧化物的衍射峰。摻雜對(duì)TiO2納米纖維氣敏性能的影響:1at

3、.％Ni摻雜使TiO2納米纖維對(duì)低濃度H2S氣體表現(xiàn)出高的靈敏度和好的選擇性，同時(shí)降低了工作溫度;3at.％Sn摻雜使TiO2納米纖維對(duì)甲苯蒸汽顯示了高的靈敏度和好的選擇性，降低了工作溫度，較快的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間;1at.％Ag摻雜使TiO2納米纖維對(duì)H2S氣體具有好的氣敏特性;1at.％Co摻雜使TiO2納米纖維對(duì)甲烷氣體呈現(xiàn)出較高的靈敏度。
　　3.利用光催化還原法在TiO2納米纖維和TN（TN為1at.％Ni摻雜TiO2納米纖維

4、的縮寫(xiě)）的表面合成Ag表面修飾TiO2納米纖維和Ag表面修飾TN納米纖維，該結(jié)構(gòu)的形成提高了納米纖維的氣敏性能。與純的和Ag摻雜的TiO2納米纖維相比較，Ag表面修飾TiO2納米纖維提高了TiO2納米纖維對(duì)H2S氣體的靈敏度和選擇性。通過(guò)對(duì)紫外光照時(shí)間的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)Ag表面修飾TN納米纖維對(duì)H2S氣體氣敏性能的優(yōu)化。Ag表面修飾TN納米纖維大大改善了納米纖維對(duì)H2S氣體的靈敏度，同時(shí)增強(qiáng)了納米纖維對(duì)H2S氣體的選擇性，還降低了氣敏元件