论文部分内容阅读
高效、廉价、便利的气敏传感器的开发对于工业的生产和人们的生活具有重要的意义。采用MOFs材料为牺牲性模板制备具有不同特性的金属氧化复合材料，对MOFs应用的扩展以及气敏传感器的开发均具有重要的意义。基于这些考虑，本论文的研究内容主要有如下:(1)以金属有机框架材料MIL-68(In)为基础，采用离子交换的策略获得CoⅡ/MIL-68(In)复合材料，经煅烧将CoⅡ/MIL-68(In)转换为Co3O4/In2O3空心亚微米管。以Ag-Pd叉指电极为基体组装气敏元件，金属复合材料为Co3O4/In2O3为电阻型半导体气敏材料，探究Co3O4/In2O3复合材料对三乙胺挥发性气体的敏感度、检出限、选择性、稳定性、湿度等气敏参数的影响，并对材料的气敏机理进行讨论。该研究为三乙胺气体的检测提供了一个新颖的材料平台。(2)以多孔氧化锌(h-ZnO)为锌源和核，水热条件下获得不同钴掺杂的金属氧化物与金属有机框架材料的复合材料(h-ZnO/ZIF-ZnCo)，经过高温煅烧后，该材料转化为多金属氧化物复合材料(h-ZnO/Co3O4-ZnO)。以Ag-Pd叉指电极为基体组装气敏检测元件，对h-ZnO、ZnO、h-ZnO/ZnO和h-ZnO/Co3O4-ZnO材料的三乙胺气敏性能进行探究。与此同时，详细测试h-ZnO/Co3O4-ZnO材料的敏感度、检出限、选择性、稳定性、湿度等气敏参数，并对其气敏机理进行讨论。材料的特殊结构引起的气敏性能的巨大变化为金属氧化物复合敏感材料的设计提供了一个新颖的思路。(3)利用ZIF-8和MOF-74金属有机框架为牺牲模板制备ZnO复合材料，并对材料进行三乙胺气敏性能研究。通过调节反应中水的含量合成具有不同尺寸和形貌的含少量不同Zn源的ZIF-8杂相前驱体，以探究含少量不同Zn源的杂相前驱体衍生的ZnO复合材料对材料气敏性能的影响。与贵金属掺入或金属氧化物掺入等传统方式不同，本研究利用ZnO自身电子特性和表面微纳结构的改变，以期为金属有机框架衍生金属氧化复合材料在气敏方面的应用提供一个基础性的合成思路。