检索结果-南通市图书馆

氧化锌多孔薄膜的物理制备与氨气传感性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

氧化锌多孔薄膜的物理制备与氨气传感性能研究

作者：郑怡然武汉理工大学

学位级别：硕士

氧化锌(ZnO)是一种常见的直接带隙宽禁带N型半导体氧化物,有着优越的光电性能,是最具有发展前景的金属氧化物半导体气敏材料之一。使用传统物理气相沉积方法制备的ZnO薄膜通常都较为致密且平整,在气体检测方面不具有优势。本课题提出通... 详细信息

氧化锌(ZnO)是一种常见的直接带隙宽禁带N型半导体氧化物,有着优越的光电性能,是最具有发展前景的金属氧化物半导体气敏材料之一。使用传统物理气相沉积方法制备的ZnO薄膜通常都较为致密且平整,在气体检测方面不具有优势。本课题提出通过磁控溅射及高温退火的方法,制备出氧化锌多孔纳米结构薄膜,并实现对氨气的快速响应。本课题主要工作包括:1、通过在SiO/Si基底上依次沉积超薄的银层(Ag)和100nm的ZnO薄膜,并在750℃高温下进行1h退火处理。样品的形貌表征结果表明,超薄的银层能促使多孔纳米薄膜的形成,该结构具有大的表体比。其纳米结构薄膜的形成机制可解释为:高温退火过程中,底部的Ag沿着ZnO的晶界和缺陷进行扩散,从而导致ZnO薄膜的膨胀,并在ZnO薄膜表面形成孔洞,其大小和数量与Ag层的厚度直接相关。2、对ZnO多孔结构薄膜进行了光电性质和气敏性质的探究。由于薄膜内部的多孔结构,退火后的ZnO/Ag薄膜的电阻远大于退火后的纯ZnO薄膜的电阻,而ZnO多孔结构薄膜的电阻在加热条件下会降低,实现热激发。不同气氛环境下的紫外光电导实验结果表明,ZnO多孔结构薄膜可以在紫外光照射下实现光激发,而其薄膜电导变化与外界气氛环境高度相关。此外,纯ZnO和ZnO/Ag多孔薄膜在同等条件下的气敏传感测试表明,ZnO多孔结构薄膜比平整致密的纯ZnO薄膜具有更高的传感灵敏度。3、针对不同的ZnO多孔结构薄膜进行了系统性的气敏测试,并探究了Ag在气敏传感中的作用。实验结果表明,ZnO/Ag(3nm)多孔薄膜具有最大的传感响应,暴露于300ppm氨气310s后响应为85.74%。同时,ZnO/Ag(5nm)多孔薄膜展现出最优的快速传感能力,对300ppm氨气仅需6s即可达到10%的响应,对10～300ppm浓度范围的氨气达到10%的响应所需时间都在60s以内。此外,ZnO多孔结构薄膜可分辨响应信号的传感下限为0.5ppm,多孔纳米结构薄膜同一样品不同时期的氨气传感性能和同一结构不同样品的氨气传感性能均表现出良好的重复性。最后,对比改变Ag和ZnO镀膜顺序获得的薄膜和纯ZnO薄膜的气体传感性能,表明扩散分布在多孔结构中的Ag对氨气传感并无明显贡献。综上所述,本课题通过物理沉积和高温退火实现了ZnO多孔纳米结构薄膜的制备,其表面形貌在一定程度上可控,且具有高灵敏度和快速响应的氨气传感性能,在氨气探测实际应用中有很大的发展潜力。

关键词：氧化锌氨气传感磁控溅射镀膜多孔纳米结构银扩散

聚苯胺/石墨烯涂覆聚丙烯腈织物制备可穿戴氨气传感器

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

聚苯胺/石墨烯涂覆聚丙烯腈织物制备可穿戴氨气传感器

作者：季路遥东华大学

学位级别：硕士

氨气(NH)作为一种有毒气体,吸入这种气体可能导致各种急性呼吸道疾病,因此开发一种功耗低、选择性好、灵敏度高以及稳定性好的氨敏传感器是大势所趋。氨敏材料作为传感器的核心,对其进行深入的研究极为重要,而聚苯胺(PANI)是一种导电传... 详细信息

氨气(NH)作为一种有毒气体,吸入这种气体可能导致各种急性呼吸道疾病,因此开发一种功耗低、选择性好、灵敏度高以及稳定性好的氨敏传感器是大势所趋。氨敏材料作为传感器的核心,对其进行深入的研究极为重要,而聚苯胺(PANI)是一种导电传感聚合物,其优异的掺杂/脱掺杂特性被广泛应用于氨敏传感器中,对NH有很好的响应性。二维材料的石墨烯(Graphene)因具有优异的导电性能、物化性质及化学稳定性,能一定程度上提高传感器性能,是气体传感的理想候选材料之一,与PANI复合能很好的提高传感性能。基体材料也很重要,聚丙烯腈(PAN)长丝织物经轻微水解后,织物表面会产生一定数量的羧基,易于改性,成为复合材料基材的最佳选择之一。通常来说,制备PAN基传感织物分为两个步骤:首先是苯胺(An)单体的涂覆,其次是An单体在织物上的聚合。由于PANI与基体的结合力为范德华力,结合力较弱,涂覆效率低下,负载率较低。鉴于此,为了提高PANI的负载量与牢固度,本实验旨在探究了一种新的涂覆方法,并对其气体传感性能进行了一系列研究。论文主要内容与结论如下:(1)采用碱法水解对PAN长丝织物表面进行一定程度水解,让其表面产生一定的羧基、酰胺基等官能团。利用静电吸附力涂覆PANI,控制水解温度等变量,探讨传感器对NH的响应性能,确定最佳的水解工艺,利用红外光谱、电镜和数字万用表方法表征了所制备的传感织物的结构和导电性能。数据分析表明,织物处理的最佳制备条件为在8 wt%浓度的NaOH中以90℃水解2 h;选用An单体与引发剂的浓度比为1:1时,盐酸掺杂浓度为1 mol/L,此时PANI的涂覆效果最好,且拥有更高的响应值(100 ppm NH下,灵敏度为1000%左右),恢复时间更快(响应速度相比90℃水解1 h增快29%,回复速度增快31%);在多次测量后拥有较好的稳定性,在不同NH浓度下其响应值呈现出较好的线性(R=0.997),并且弯曲测试表明器件具有良好的力学性质与抗弯曲性能,洗涤测试证明其耐水洗性能得到很大的度提升(10次30 min水洗后电阻率仅增加了8.8%)。(2)将苯胺单体(An)于GO表面进行聚合,制得PANI/GO复合涂层。利用红外光谱、拉曼光谱、电镜和数字万用表等方法表征了所制备的传感织物的结构和传感性能。利用FT-IR和SEM对PANI/GO复合涂层结构和形貌进行分析,发现PANI在GO纳米片上形成了纳米棒阵列,通过Raman表征了rGO的还原程度(ID/IG=1.27),最后测试了PAN/GO/PANI与PAN/rGO/PANI织物的传感性能,并对其传感机制进行了分析。结果表明:在100 ppm NH下PAN/GO/PANI有高的响应值(2100%),PAN/rGO/PANI有更的响应速度(63 s)与回复速度(34s);此外我们还研究了GO与rGO对PANI传感性能影响的机制,探讨了p-n异质结对传感性能的促进作用。上述研究为可穿戴柔性传感器提供了一种新型制备方法,简单快捷高效,且有较好的稳定性,因此该制备方法在柔性传感器和室温气体检测产品中具有广阔的应用前景。

关键词：氨气传感聚苯胺氧化石墨烯聚丙烯腈纤维

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于花青素的氨气比色传感器的研究及应用

基于花青素的氨气比色传感器的研究及应用

作者：朱茜茜武汉纺织大学

学位级别：硕士

氨气（NH）是一种常见的碱性无色气体,在农业化工等诸多领域有着广泛的应用,同时它具有一定的腐蚀性和刺激性,当环境中的NH达到一定浓度时,会对人体造成严重的损害。因此,近年来针对NH开发的气体传感器成为了研究热点之一,半导体传感器... 详细信息

氨气（NH）是一种常见的碱性无色气体,在农业化工等诸多领域有着广泛的应用,同时它具有一定的腐蚀性和刺激性,当环境中的NH达到一定浓度时,会对人体造成严重的损害。因此,近年来针对NH开发的气体传感器成为了研究热点之一,半导体传感器、金属氧化物基传感器和气相色谱法等往往能带来更为精确的测试结果,但通常需要更为复杂的制作手段,耗费的成本较大,比色传感器可以通过简便直观的方式监测NH气体浓度,且制备工艺简单成本低廉。本论文以花青素这种天然酸碱敏感染料为响应材料,以汉麻纤维和棉纱线为基底材料,分别制备了两种比色传感器:多孔比色传感器和比色传感纱线。主要的研究内容如下:（1）采用用花青素和汉麻纤维制备出了一种纯生物质的多孔比色传感器Anth-foam,通过扫描电镜、傅里叶红外和紫外可见光谱分析等表征手段对其进行了一系列基础表征,同时探讨了汉麻纤维的脱胶条件和花青素的上染浓度。研究结果表明:汉麻纤维在100℃下用5%的氢氧化钠进行碱处理时能使纤维实现最佳的剥离效果,花青素浓度为35 g/L时对NH的响应最好,花青素与汉麻纤维之间存在较强的氢键相互作用,且Anth-foam呈现出具有较高比表面积的三维多孔结构,对酸碱表现出较强的响应行为。（2）对多孔比色传感器Anth-foam和膜基底比色传感器Anth-film进行了形貌表征,并且对比了二者对NH的响应行为差异。研究结果表明:Anth-foam在响应速度和响应度上均比Anth-film更为强烈,且Anth-foam的响应度随着NH浓度的增加呈现出较好的线性关系,具备酸碱响应可逆性和较强的可重复使用性,并且能够随食品的腐败呈现出一定的颜色变化,验证了该比色传感器在食品新鲜度监测方面的能力。（3）为了提升对NH的灵敏性,本文以花青素作为响应材料,以棉纱线作为基底材料,添加羊毛粉体使用环锭纺制备了一种环保型比色传感纱线,3%WP@PVA-anth。羊毛粉体经过微粉化处理后比表面积显著增加,且表面暴露出更多的官能团,有利于对NH的吸附。通过实验探讨发现,当羊毛粉体的上载量为3%,粘合剂为聚乙烯醇时,比色传感纱线能对NH表现出最佳的响应行为,最低检测限为20 ppm,且能实现较快的响应速度,良好的选择性和可重复使用性。为高灵敏度的NH比色传感器的研究提供了新思路,也为实际应用方面提供了可能。

关键词：花青素氨气传感比色传感器食品腐败氨气泄漏

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

聚吡咯材料的改性及气敏性能研究

聚吡咯材料的改性及气敏性能研究

作者：佘长坤华东师范大学

学位级别：硕士

氨的产生与使用已经与工农业生产深度融合,氨气的有毒性、可燃可爆炸性和高环境污染性对生命健康和生产安全形成较大威胁。研究开发新型氨气传感材料对实现氨气的精细化传感检测和管理具有十分重要的意义。与聚苯胺等其他聚合物氨气敏... 详细信息

氨的产生与使用已经与工农业生产深度融合,氨气的有毒性、可燃可爆炸性和高环境污染性对生命健康和生产安全形成较大威胁。研究开发新型氨气传感材料对实现氨气的精细化传感检测和管理具有十分重要的意义。与聚苯胺等其他聚合物氨气敏感材料相比,聚吡咯(PPy)制备简单,原料成本低,稳定性好,导电性高,还原电位低,是一种具有较大应用潜力的氨气传感材料。本论文探讨了聚吡咯材料的改性、制备工艺、气敏传感特性等,具体工作如下:通过化学氧化聚合法在柔性海绵和蚕丝纤维衬底上制备了SiO纳米球改性聚吡咯敏感膜材料。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析表明,蚕丝纤维衬底较海绵衬底更有利于PPy生长,而且在SiO纳米球模板的改性作用下生长的PPy膜表面具有凹凸起伏的纳米微结构,为氨气吸附提供了较大的表面积。SiO纳米球改性的PPy蚕丝纤维衬底传感器对100 ppm氨气的室温响应值(73.25%)是对应海绵衬底传感器(14.51%)的5倍,较未经SiO纳米球改性的PPy传感器提升约13倍。该传感器具有良好的线性度(R=0.971)、氨气选择性和机械弯曲稳定性(200次弯曲-拉伸循环后对25 ppm氨气的响应值降低了10.61%)。制备了液态镓铟合金复合改性PPy材料。SEM、XRD和FT-IR分析表明,Ga-In与PPy复合后存在一定的界面相互作用,Ga-In复合改性PPy材料呈现纳米纤维网络化的微观形貌结构特征(纤维直径为75～90 nm)。该改性材料的传感样品对50 ppm氨气的室温响应值为103.57%,响应-恢复时间为11 s和55 s。Ga-In复合改性PPy材料对氨气的检测限为1.69 ppm,对氨气检测具有较好的气体选择性和线性度(R=0.977)。制备了酒石酸掺杂改性PPy材料。SEM、XRD和FT-IR分析表明,酒石酸参与了PPy分子链的形成过程,在分子层面发生了相互作用,酒石酸的引入使PPy颗粒的堆积更为疏松。通过对不同酒石酸加入量的样品分析发现,10 mol%的酒石酸掺杂改性聚吡咯样品具有较好的气敏性能,对5 ppm氨气的室温响应值(17.27%)较纯聚吡咯提高2倍。该改性材料对50 ppm氨气具有较好的响应-恢复性能(17/85 s)和氨气选择性,其氨气检测限低于1ppm。

关键词：聚吡咯改性氨气传感化学氧化聚合

新型含硼有机分子的结构设计、合成及在催化与传感领域的应用

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新型含硼有机分子的结构设计、合成及在催化与传感领域的应用

作者：王美龙青岛大学

学位级别：硕士

有机硼化学的蓬勃发展为生物医学、新能源新材料等诸多应用领域注入了新活力。硼原子具有独特的缺电子性质,将其嵌入到共轭体系后可大幅调控材料的电子结构、轨道能级、氧化还原性质以及光电特性。目前,能源转换技术与传感领域(比如,高... 详细信息

有机硼化学的蓬勃发展为生物医学、新能源新材料等诸多应用领域注入了新活力。硼原子具有独特的缺电子性质,将其嵌入到共轭体系后可大幅调控材料的电子结构、轨道能级、氧化还原性质以及光电特性。目前,能源转换技术与传感领域(比如,高分子太阳能电池、金属-空气电池、气体/离子传感等)面临的核心科学问题是开发高效的新材料体系,探究并调控体系电荷密度分布和轨道能级结构。因此,本论文从两个出发点设计并合成了基于三/四配位硼的非金属氧还原电催化阴极材料并将其应用于锌-空气电池中;进一步利用三配位硼的缺电子性质探究了其作为气体/离子传感材料的应用前景。主要研究内容如下:(1)传统的碳材料通过掺入杂原子和构建缺陷来增强材料的电催化活性,这一方式取得一定的成效,但对于材料活性位点的精确调控和机理研究却始终难以把握。而基于非金属有机分子的电催化剂,其结构可调,活性位点电子环境可控。因此,本工作采用非对称分子设计策略调控活性位点的电荷分布。通过在对称分子中引入硼氮配位键(B←N)改变活性位点局部电荷环境,然后在其一侧引入噻吩杂环,采用非对称结构设计调控分子的电荷分布,目的是增大分子偶极,诱导高活性位点生成。研究结果表明,基于as-BNT和as-PYT的非对称催化体系较对称s-BN、s-PY、s-BN2T和s-PY2T基体系表现出更高的氧还原电催化性能。尤其通过B←N和噻吩杂环协同调控的as-BNT,其起、半波电位分别达到0.92 V和0.69 V。DFT理论计算结果表明,活性位点由对称分子的12号C原子活性位点变为非对称分子中14号氨基N原子活性位点,且非对称分子具有不均匀的电荷分布、高效的电催化活性和可控的催化反应过程动力学。(2)我们进一步从芴基分子出发,将其中一个苯环替换为噻吩,目的是打破其对称分子结构,然后进一步引入硼氮共价键(B-N),构建活性更高的非金属有机硼电催化材料。由于卟啉分子具有电荷传输能力强和化学稳定性高等优点,采用Buchwald–Hartwig反应,将大π-共轭结构卟啉分别与三芳基硼、芴和茚并噻吩单元进行聚合反应得到共轭微孔高分子催化剂。实验结果表明,与芴基(BBAP)和茚并噻吩(BTAP)基高分子催化体系相比,三芳基硼基高分子催化剂BNAP具有较大的偶极矩,不均匀的电荷分布,ORR催化活性较高,起、半波电位分别达到0.93 V和0.7 V。研究结果说明,三芳基硼基催化体系可以使其电催化活性显著提高。DFT理论计算结果表明,BNAP产生的额外的电荷有助于增加活性位点和电催化活性。(3)由于三芳基硼结构较强的路易斯酸性,可有效降低单元的LUMO/HOMO能级,因此,该部分工作创新性采用三芳基硼结构构筑室温氨气传感材料。研究结果表明,这种类型的B-N有机小分子氨气传感器表现出优异的响应/恢复性、稳定性和氨气的高效选择性。它的检测限低至198 ppb,远低于长期暴露期间对氨气(25 ppm)的最大允许限制。更重要的是,我们开发的B-N共轭高分子传感器,其响应值高达3.2×10,是目前报道的有机氨传感器响应值最高值。通过理论计算对这类材料气敏机理进行了探究。此外,经氟离子处理的高分子具有明显的日光及荧光转变的特性,为光学传感器、显示器的发展提供了新型高效的材料体系,具有广阔应用前景。

关键词：三配位硼四配位硼电催化活性氨气传感氟离子检测

表面修饰微纳光纤的温度/气体传感机理及实验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

表面修饰微纳光纤的温度/气体传感机理及实验研究

作者：孙小慧华中科技大学

学位级别：硕士

微纳光纤以其微型尺寸、超大比例倏逝场、高灵敏度、无源低损耗、抗电磁干扰、适于恶劣环境、易于集成等优势广泛应用于石油化工、工业生产、医疗安全、智能家居等传感领域。同时,石墨烯、二硫化钼等新材料的出现以及其特性的挖掘,使得... 详细信息

微纳光纤以其微型尺寸、超大比例倏逝场、高灵敏度、无源低损耗、抗电磁干扰、适于恶劣环境、易于集成等优势广泛应用于石油化工、工业生产、医疗安全、智能家居等传感领域。同时,石墨烯、二硫化钼等新材料的出现以及其特性的挖掘,使得新材料与微纳光纤的结合成为可能,不仅大大提高了探测灵敏度,而且广泛增加了可监测参量。本论文针对环境监控物联网中所需的高精度温度和气体探测需求,系统全面地开展了表面修饰微纳光纤传感技术的机理及实验研究,主要的工作内容包括如下几个方面:(1)基于微纳光纤波导模型,对不同结构参数情况下光纤的模场分布进行了充分的理论仿真和分析,并对微纳光纤的制备工艺做了深入探讨和实验研究。(2)设计石墨烯表面修饰微纳光纤的复合波导结构,对光学诱导沉积法、一步转移法和石墨烯膜支撑法等三种制备方法进行实验研究。(3)提出了基于石墨烯表面修饰微纳光纤的温度传感器,用Comsol软件仿真计算了石墨烯修饰微纳光纤复合波导的光场分布,分析了基于透射光强检测的温度传感机理。在此基础上,分别进行了基于石墨烯粉末表面修饰微纳光纤及石墨烯膜表面修饰微纳光纤的温度传感实验研究,获得了升温时0.1018dB/℃、降温时0.1052dB/℃的灵敏度,以及高达0.0098℃的温度分辨率。(4)提出了基于石墨烯表面修饰微纳光纤的氨气传感器,分别设计了基于石墨烯表面修饰微纳光纤功率检测和波长检测的传感方案,并进行了传感机理分析和实验研究。利用功率解调方案实现了0.1352 dB/100ppm的灵敏度以及0.74ppm的探测分辨率;基于马赫-泽德干涉结构的波长解调方案进一步提高了探测灵敏度,且利用流量计精确控制氨气的流量,获灵敏度达48.68pm/ppm,探测分辨率达到0.021ppm,响应时间为76s的优异性能。

关键词：微纳光纤石墨烯马赫-泽德干涉仪功率解调波长解调温度传感氨气传感

四氮唑基金属有机框架材料的合成、结构及性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

四氮唑基金属有机框架材料的合成、结构及性能研究

作者：欧阳俊福建师范大学

学位级别：硕士

氨气对人类的健康会产生极大的威胁,对其传感和识别的研究十分重要。传统的氨气传感器一般是电化学的方法检测,极易受到电磁信号的影响,降低传感器的灵敏度,研究者急切的寻找更高效更灵敏的方法检测氨气。在本论文中,我们选取了可以提... 详细信息

氨气对人类的健康会产生极大的威胁,对其传感和识别的研究十分重要。传统的氨气传感器一般是电化学的方法检测,极易受到电磁信号的影响,降低传感器的灵敏度,研究者急切的寻找更高效更灵敏的方法检测氨气。在本论文中,我们选取了可以提高材料稳定性的四氮唑配体三(4-四氮唑)苯胺(H3L)和颜色易变的钴离子,通过溶剂热法获得一种新的具有高热稳定性和优秀的化学稳定性的混合价态多孔金属有机骨架MOF(FJU-56)。该化合物FJU-56在氨水蒸气下,可以通过主客体氢键的相互作用影响金属的配位环境使得材料发生快速的从红色到黄褐色的颜色变化,识别水蒸气环境下的氨气。我们首次利用单晶X射线衍射技术确定了吸附在FJU-56孔道中的氨气分子的位置后发现:与以往氨传感材料不同,FJU-56的变色机理为氨气与MOF骨架N原子间的相互作用改变Co离子配位环境而致使变色;FJU-56比传统氨气传感器更安全、方便、快捷,且裸眼可视,为氨气传感器的研究提供了新思路。我们还利用三角形的四氮唑配体1,3,5-三(4-四氮唑苯基)苯(H3TPB)和金属锌合成了一例阴离子MOF(FJU-57),该材料具有很好的水稳定性,在水中对阳离子型亚甲基蓝染料有很高的吸附性能,而对于阴离子型甲基橙染料没有吸附,表现出很好的阳离子吸附选择性。此外,我们将钼酸引入一个单金属的四氮唑基MOF框架上,得到一个双金属的MOF材料(FJU-58),该材料由于框架上存在钼酸根,能够传导质子,阻抗测试表明在95%湿度下60 ℃时样品质子传导率可达10-4S/cm级别,是潜在的质子传导膜材料。

关键词：金属有机框架四氮唑氨气传感染料吸附质子传导

铜硫属化合物空心纳米结构的设计、制备与相关性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铜硫属化合物空心纳米结构的设计、制备与相关性能研究

作者：陈章贤合肥工业大学

学位级别：硕士

铜的硫属化合物作为一类重要的半导体材料,在太阳能电池、纳米开关、热电转换器、电极材料、催化和超离子导体等方面具有广阔的应用前景。本课题组在前期工作中,成功制备了Cu7S4、Cu2-xSe双层纳米管阵列。本文在此基础上进一步设计和... 详细信息

铜的硫属化合物作为一类重要的半导体材料,在太阳能电池、纳米开关、热电转换器、电极材料、催化和超离子导体等方面具有广阔的应用前景。本课题组在前期工作中,成功制备了Cu7S4、Cu2-xSe双层纳米管阵列。本文在此基础上进一步设计和制备了多种空心结构铜硫属化合物纳米材料,包括单层和双层Cu7S4纳米盒子,Cu7S4纳米十八面体,单层Cu2-xSe纳米空心球,Cu2-xSe/Cu7S4异质纳米空心球和Ag3CuS2纳米笼子。着重研究了形成双层和异质等结构后产物的相关性能变化特点,并就性能与结构的关系进行了分析。主要内容如下: 1.发展了制备Cu7S4双层纳米结构的方法,并将其应用于气体传感研究。以Cu2O纳米方块为模板控制合成了壁厚约20 nm,边长约400 nm且形貌规则的单层Cu7S4纳米盒子。同时以Cu2O纳米方块为模板,采用“内向化学刻蚀法”控制合成了具有同样外形尺寸和壁厚的双层Cu7S4纳米盒子,并检测了单、双层Cu7S4纳米结构的荧光性质。以合成的Cu7S4纳米盒子为传感材料制作了氨气传感器,于室温下测试了产物的氨气传感性能。结果表明双层Cu7S4纳米盒子相比单层盒子对氨气的传感性能有了较大程度的提高,具有更高的灵敏度、更高的稳定性以及更短的响应时间。双层结构以及内部盒子独特的粗糙表面是导致其对氨气传感性能提高的重要原因。同时对氨气传感机理进行了探讨。 2.拓展了“内向化学刻蚀法”,以Cu2O纳米球为模板制备了直径约280 nm、壁厚约20 nm的Cu2-xSe纳米空心球。在此基础上控制合成了具有同样外形尺寸和壁厚的Cu2-xSe/Cu7S4异质纳米空心球。并检测了其光学和电化学性质变化特征。研究发现Cu2-xSe/Cu7S4异质纳米空心球的紫外光谱吸收峰与单一组分Cu2-xSe相比发生了明显的红移,而荧光发光峰则发生了蓝移现象。电化学检测结果表明其在微量罗丹明B检测方面具有较好的应用前景。Cu2-xSe/Cu7S4异质纳米空心球与单一组分Cu2-xSe纳米空心球的光学及电化学性能显著不同,本文对其机理进行了初步探讨。 3.制备了一种新颖的Ag3CuS2空心纳米结构,并将其应用于气体传感。以Cu2O纳米方块和Na2S反应控制合成了尺寸约为400 nm的Cu7S4纳米十八面体,合成方法简单,不需要借助加热或任何表面活性剂的作用。以AgNO3和所制备的Cu7S4纳米十八面体为反应物,通过简单的液相离子交换反应控制合成了新颖的具有中空结构的Ag3CuS2纳米笼子。测试了Ag3CuS2空心纳米结构与实心结构室温下的荧光光谱和对氨气传感性能。研究发现Ag3CuS2空心纳米结构具有与实心结构显著不同的荧光特征,且其对氨气传感性能得到了一定程度的提高,具有更高的灵敏度以及更短的响应、恢复时间。空心结构是导致其气体传感性能提高的重要因素。

关键词：空心纳米结构铜硫属化合物氨气传感异质结构电化学性能

多功能变色材料紫精化合物的合成与可视变色传感

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

大学化学 2022年第5期37卷 136-142页

作者：赵永梅丁益民郭盈王卓尔汪汝洁朱守荣上海大学理学院化学系上海200444

变色材料广泛应用于航空航天、能源化工、日用食品、国防及科学研究等诸多领域。紫精化合物(N-取代的-4,4’-联吡啶季铵盐,V)能在外界光、电、热等激发下表现出多样的变色性质,是一类重要的变色材料。本文将紫精变色材料的科学前沿成果... 详细信息

变色材料广泛应用于航空航天、能源化工、日用食品、国防及科学研究等诸多领域。紫精化合物(N-取代的-4,4’-联吡啶季铵盐,V)能在外界光、电、热等激发下表现出多样的变色性质,是一类重要的变色材料。本文将紫精变色材料的科学前沿成果引入本科实验教学,创新设计了一个面向本科低年级学生开设的大学化学基础实验。该实验以激发学生的好奇心与探索欲,培养学生对化学的学习兴趣,开阔学生的视野,提高学生对化学的认知为目的,合成了邻羟基苯乙酮取代基紫精,研究了它的溶剂化显色、热致变色及对NH3的可逆显色反应。实验的特点是反应原料简单易得、合成方法简便、反应时间短、产率高、实验操作安全可靠、变色现象均可以不借助仪器而裸眼直接观察、变色过程快速且灵敏。这些优势为实验项目的应用与推广提供了极大的便利。

关键词：变色材料紫精化合物可视氨气传感