zno基納米纖維制備及性能的研究

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3、點(diǎn),有利于氣敏性能的提高。本文采用電紡絲技術(shù)制備了純的和不同金屬元素?fù)诫s的ZnO納米纖維,系統(tǒng)探討了電紡絲技術(shù)制備中各種因素的影響,研究了不同摻雜元素及摻雜量對(duì)其光學(xué)和氣敏性能的影響。通過(guò)研究獲得了如下結(jié)果:1.電紡絲過(guò)程受到溶液濃度、電壓、距離、無(wú)機(jī)鹽含量、退火等因素的影響,我們系統(tǒng)探討制備工藝參數(shù)對(duì)納米纖維形貌、直徑、均勻度等特性的影響,結(jié)果表明:PVA濃度過(guò)高,紡絲變難并且纖維直徑變粗;電壓過(guò)大則易出現(xiàn)液滴且直徑變小;無(wú)機(jī)鹽含量過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致纖維粘連,無(wú)機(jī)鹽含量多會(huì)導(dǎo)致纖維直徑變小;隨著退火溫度的升高纖維直徑逐漸減小,表面變得逐漸粗糙,結(jié)晶質(zhì)量逐漸變好:酒精主要通過(guò)表

4、面張力影響臨界電壓和紡絲速度。2.采用電紡絲技術(shù)制備了Mg、Cd、Cu、AI、Ni等金屬元素?fù)诫s的ZnO納米纖維,研究了摻雜對(duì)ZnO納米纖維光學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:Mg摻雜能使PL譜的紫外發(fā)射峰發(fā)生藍(lán)移,隨著摻雜量的增加,藍(lán)移愈加明顯;Cd和Ni摻雜能導(dǎo)致PL譜的紫外發(fā)射峰發(fā)生紅移,并且隨著摻雜量的增加,紅移愈加明顯;AI摻雜使綠光峰強(qiáng)度顯著增強(qiáng);Cu摻雜后紫外發(fā)射峰的強(qiáng)度減弱比較明顯。3.采用電紡絲技術(shù)制備了Cu、A1、Ni等金屬元素?fù)诫s的ZnO納米纖維,研究了摻雜元素和摻雜量對(duì)ZnO納米纖維氣敏性能的影響,結(jié)果表明:Cu摻雜使ZnO納米纖維對(duì)低濃度硫化氫的靈敏度得到

5、很大提高,反應(yīng)速度快,摘要選擇性好;AI摻雜使ZnO納米纖維對(duì)酒精蒸汽的靈敏度得到提高,工作溫度略微降低,選擇性提高,反應(yīng)速度快;Ni摻雜使ZnO納米纖維對(duì)乙炔的靈敏度提高,反應(yīng)速度快;通過(guò)研究Cu和Ni的摻雜量對(duì)ZnO納米纖維氣敏特性的影響,獲得Cu和Ni摻雜的最佳摻雜量分別為6at.%和5at.%。關(guān)鍵詞:ZnO納米纖維,電紡絲法,摻雜,氣敏特性,光學(xué)性能AbstractAbstractZnOhaveexcellentoptical,electronic,gassensing,piezoelectricity,catalyseandfieldemissionprope

6、rtiesSOthatithaspromisingprospectsinmanyappliedfield.Therefore,ZnOhasattractedworldwideattention,andmanyresearchersareinterestedinthestudyofZnO1Dnanomaterials.However,therearesomeproblemsanddifficultiesinrealapplicationsinopticalproductsandgassensors.The1Dnanomaterialshavelargesurfacetovo

7、lumeratioandbetterelectrontransitionabilitythantheparticlesandfilms,therefore,IDnanomaterialswillhavebettergassensingproperities.DopingsuitableelementsisabletoimprovetheopticalandgassensingpropertiesofZnO.Electrospinningisasimple,lowcosttechnologytoproduce1Dnanofibe

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