检索结果-南通市图书馆

作者：杨有志吉林大学

学位级别：硕士

随着二十一世纪我国社会主义现代化进程的加速,燃烧传统化石能源的汽车的排放尾气和各式各样的现代化工厂释放的废气给人民赖以生存的环境带来污染,也在无形之中损害人体健康。不仅是户外环境,与国民健康密不可分的内部环境安全也遭受... 详细信息

随着二十一世纪我国社会主义现代化进程的加速,燃烧传统化石能源的汽车的排放尾气和各式各样的现代化工厂释放的废气给人民赖以生存的环境带来污染,也在无形之中损害人体健康。不仅是户外环境,与国民健康密不可分的内部环境安全也遭受着威胁。室内装修材料(如板材、油漆、清漆)挥发的甲醛气体,会对孕妇和儿童造成伤害,引发儿童白血病,并对人体生殖系统造成不可逆转的损害。因此,对环境中甲醛气体进行实时、高效、低成本且适合大规模推广的检测引起国内外科学工作者们的关注。科学家们相互交流、集思广益,分光光度法、离子迁移谱法、色谱法、拉曼光谱法、电化学法和金属氧化物半导体传感法等甲醛检测方法被相继开发并应用到实际检测活动中。其中金属氧化物半导体传感法具有原料来源广泛、响应度高、响应时间短和可以在线实时监测环境等众多优点引起广大学者的关注。但是大部分金属氧化物半导体传感法是利用传统热能激发的方式实现甲醛检测的,工作温度过高、安全系数低制约了该方法的应用普及。近年来,光激发式金属氧化物半导体传感法由于解决了工作温度过高的问题、且具有易小型化、易智能化、能耗低和操作安全系数高等优点成为自2010年来众所瞩目的研究热点。在众多的金属氧化物半导体中,氧化锌(ZnO)具有合适的带隙(3.37 e V)和较大的激子结合能,更具有丰富可调的微观形貌,是理想的光电传感材料。然而单纯ZnO由于光生载流子分离效率低和载流子传输受阻而限制了其在光电气敏方向的应用。本论文构筑了ZnO基复合材料,深入研究其光电气敏性能。通过金属离子掺杂、助催化剂Ni S负载、石墨烯作为空穴提取层等方式调控了复合材料的微观形貌与比表面积、光生载流子的分离效率和载流子传输能力以改善室温下ZnO基复合材料的光电气敏性能。本论文的研究内容主要为以下两个方面:(1)利用水热法合成了一系列Ni掺杂ZnO(Ni-ZnO)和Ni S负载Ni掺杂ZnO(Ni S/Ni-ZnO)的分级多孔复合材料。并在室温下(25±1℃)对ZnO、Ni-ZnO和Ni S/Ni-ZnO三种复合材料的甲醛传感器进行了研究和比较。经过对比与研究发现,0.2%Ni S/0.4%Ni-ZnO传感器优异的传感性能是由于Ni掺杂和Ni S负载的协同作用,提高了载流子分离效率并加速了载流子在晶界间的迁移,并第一次详细讨论了光电气体传感器的响应时间与光生载流子的行为之间的关系,这为实现室温气体传感器可控响应的发展提供了理论基础和思路。(2)通过简单的一锅法合成具有较大的比表面积石墨烯修饰的In掺杂的ZnO(GR/In-ZnO)菜花状复合材料,可用于室温下的低浓度甲醛传感。石墨烯不仅调控复合材料比表面积及氧空位比例,还作为空穴提取层促进了光生载流子的分离与传输。并且通过氮气吸附脱附等温线、表面光电压(SPV)、瞬态光电压(TPV)、表面光电流(SPC)、X射线光电子能谱(XPS)等表征,证明了GR/In-ZnO-300良好的甲醛传感性能归因于高比表面积(109.2 m/g)、光生载流子高的分离效率和光生载流子优良传输能力。这项工作为设计室温下快速反应的低浓度甲醛传感材料提供了一个可行的策略。为以后室温下对低浓度甲醛的有效检测奠定了基础。

关键词： ZnO 光电气敏紫外光激发室温光生载流子表面光电压

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C3N4/ZnO复合材料可见光下的甲醛光电气敏性能

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河南师范大学学报（自然科学版） 2020年第2期48卷 66-72页

作者：崔佳宝毛停停陈俊霞潘楠楠娄向东河南师范大学化学化工学院河南新乡453007

以水热法合成的ZnO纳米棒花为载体,将C3N4定量负载在其表面,制备C3N4/ZnO复合材料.由于C3N4与ZnO的能级匹配,可有效促进其光生电荷的分离,降低光生电荷复合率,显著提高载流子浓度,使其光电流明显增加.C3N4与ZnO质量比为2%的样品(2%C3N4/... 详细信息

以水热法合成的ZnO纳米棒花为载体,将C3N4定量负载在其表面,制备C3N4/ZnO复合材料.由于C3N4与ZnO的能级匹配,可有效促进其光生电荷的分离,降低光生电荷复合率,显著提高载流子浓度,使其光电流明显增加.C3N4与ZnO质量比为2%的样品(2%C3N4/ZnO)性能最佳,其光电流在370 nm处可达120μA,为纯ZnO的2.4倍.在室温可见光下,2%C3N4/ZnO样品对HCHO的光电气敏响应值可达122%,比纯ZnO高4倍左右.结果表明,适量C3N4的负载有效延长了光生电荷的寿命,使ZnO材料在可见光区对HCHO气体表现出高效的光电气敏性能.

关键词： ZnO C3N4 可见光 HCHO 光电气敏

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纳米ZnO复合材料的甲醛光电传感性能研究

纳米ZnO复合材料的甲醛光电传感性能研究

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作者：魏凤霖辽宁大学

学位级别：硕士

在实际生活中,甲醛广泛存在于室内的装饰材料和服装面料中,导致空气中甲醛超标,是引起病态建筑综合征的重要因素。长时间处于甲醛条件下将对身体产生巨大的危害,如引起呼吸系统疾病、基因突变、鼻咽癌、脑瘤、妊娠并发症等,特别是对于... 详细信息

在实际生活中,甲醛广泛存在于室内的装饰材料和服装面料中,导致空气中甲醛超标,是引起病态建筑综合征的重要因素。长时间处于甲醛条件下将对身体产生巨大的危害,如引起呼吸系统疾病、基因突变、鼻咽癌、脑瘤、妊娠并发症等,特别是对于产妇和孩子而言,甲醛的影响更大,给家庭带来了极大的安全隐患。近年来,有许多甲醛检测技术,其中在室温条件下,利用紫外光作为激发源的金属氧化物半导体光电气体传感器,具有低能耗、高安全性、小型化、智能化等优点,在甲醛检测中日益受到关注。研究人员制备了各种各样的氧化物半导体气敏材料,材料的形貌控制和异质结的构筑是提高传感器的响应度和选择性的重要手段。Zn O是一种常见的n型半导体材料,具有电导率高、廉价、合成方法简单等优点,是一种常用的光电气敏传感器材料。因此本文采用Zn O作为主体材料,通过掺杂和异质结的构筑提高其对甲醛的气敏响应性能,本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)通过油浴法制备了In离子掺杂及InO修饰的Zn O纳米中空球,研究了样品对甲醛的传感性能和对不同气体的选择性。(2)通过油浴法制备了CrO修饰的Zn O纳米中空球,研究了室温下样品对甲醛的传感性能和对不同气体的选择性。(3)通过油浴法制备了Cd SO修饰的Zn O纳米中空球,研究了室温下样品对甲醛的传感性能和对不同气体的选择性。

关键词：气体传感器光电气敏 ZnO 甲醛掺杂

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活性粒子吸附对ZnO纳米粒子表面光伏特性的影响

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高等学校化学学报 2004年第12期25卷 2353-2355页

作者：王雪松王德军肇启东谢腾峰吉林大学化学学院长春130023

Surface photovoltage spectrum(SPS), field-induced surface photovoltage spectrum(FISPS) and gas probe techniques are used together to study surface photovoltage(SPV) property of ZnO nanoparticles. The SPS of ZnO nanoparticles consists of two parts, band-to-band transition(P1,P2) and surface states transition(P3). The result shows that the SPV response is mostly attributed to the built-in field formed by active adsorbates, most of which is O 2. Competitive adsorption of O 2 and H 2O exists on ZnO surface. They play different roles in the influence on SPS. The Adsorption of O 2 weakens P3, whereas H 2O enhances P3. And the velocity of adsorption and desorption of O 2 on the surface is significantly faster than H 2O. The adsorption and desorption of H 2O may be correlated with the adjustment of surface structure.

关键词： ZnO纳米粒子光电气敏表面光伏表面态

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基于中空结构ZnO纳米材料的光电甲醛气敏性能研究

基于中空结构ZnO纳米材料的光电甲醛气敏性能研究

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作者：时林其吉林大学

学位级别：硕士

在日常生活中,广泛存在于室内装修材料以及衣服布料内的甲醛会造成室内空气甲醛超标的严峻问题,这是导致病态建筑综合症(Sick Building Syndrome,SBS)的主要原因。研究表明经常性地处于低浓度甲醛环境中会对人体造成极大的伤害,如诱发... 详细信息

在日常生活中,广泛存在于室内装修材料以及衣服布料内的甲醛会造成室内空气甲醛超标的严峻问题,这是导致病态建筑综合症(Sick Building Syndrome,SBS)的主要原因。研究表明经常性地处于低浓度甲醛环境中会对人体造成极大的伤害,如诱发性呼吸道疾病、基因突变、鼻咽癌、脑瘤、妊娠综合症等,尤其是对于孕妇和幼儿来说,甲醛的危害更大,这不仅给家庭造成巨大的痛苦,也给社会带来沉重的负担。近些年,检测甲醛的方法主要有分光光度法、色谱法、示波极谱法、比色法、电化学方法以及新兴的电阻型金属氧化物半导体传感器检测法,其中,在室温下以紫外光为激发源的金属氧化物半导体光电气敏检测法因能耗低、操作安全系数高、易实现小型化和智能化等优点在检测甲醛方面不断得到重视。科研工作者通过合成不同特性的氧化物半导体发现材料的晶粒尺寸、形貌和光生电荷载流子分离及传输效率等是影响氧化物半导体气敏传感器检测响应度和选择性的重要因素。因为ZnO具有合适的禁带宽度(3.37 eV)和优异的电导性,所以本文采用ZnO为主体材料,通过降低ZnO晶粒尺寸、合成具有大比表面积的多孔中空ZnO材料和构筑SnO2-ZnO异质结构改善ZnO材料的光电性能,提高ZnO材料检测甲醛的气敏响应度。本论文的研究内容主要为以下两个方面:(1)利用温和油浴法成功制备了具有较小晶粒尺寸、较高孔隙率和较大比表面积的中空多孔结构ZnO(中空多孔Zn O)纳米材料。紫外可见光吸收测试显示中空多孔Zn O可以有效地利用紫外光,通过对比商品ZnO、棒花状ZnO和片花状ZnO纳米材料,中空多孔ZnO对甲醛表现出更加优异的气敏响应度和选择性。经过对样品进行表面光电流的测试发现,中空多孔ZnO较大的比表面积和孔隙率不仅提高了甲醛在中空多孔ZnO表面的扩散和吸附,并且提供了更多的表面活性位点促进材料表面的催化反应,使得大量被表面活性氧(-)捕获电子重新释放回材料体相形成电流。(2)通过水浴法将不同摩尔质量的SnO2成功负载在ZnO材料上,通过对复合样品进行SEM和BET的测试证明所有样品均属于多孔中空结构且具有较大的比表面积,同时从样品的TEM结果可以观察到1%SnO2-ZnO中有SnO2-ZnO异质结的存在。样品对甲醛的气敏测试显示1%SnO2-Zn O样品对甲醛具有最优异的响应度,另外1%SnO2-ZnO样品对低浓度甲醛(0.1 ppm)也具有较好的灵敏度。本文借助表面光电压技术和瞬态光电压技术研究了1%SnO2-ZnO样品的电荷微观动力学特性,实验发现1%SnO2-ZnO样品不仅可以有效地使光生电荷载流子分离而且促进了电子在材料体相的传输,而过量的SnO2负载如10%SnO2-Zn O样品虽然提高了光生电荷载流子的分离效率,但严重阻碍了电荷在体相的传输,降低了材料对甲醛的气敏响应度。本章这通过对实验机理的探讨,为以后寻找最优负载量提供了理论基础。

关键词：光电气敏 ZnO 甲醛表面光电压瞬态光电压光生电荷载流子

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