沸石咪唑酯骨架结构材料制备及在气体传感器中的应用开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

在日益发展的现代社会里,石油、化工、煤矿、汽车等工业的飞速发展致使大气污染日益严重,酸雨、温室效应和臭氧层的破坏引起了全世界的关注[1,,2]。因此,对人类生存和生产环境中的各种有害、危险气体进行准确的识别和浓度测量是非常重要的。尽管现在大量的气体检测系统已经被广泛用于过程控制和实验室分析,高性能气体传感器的气体检测水平仍需要改善和提高。

在过去的几十年里,基于多种感应材料和各种转导平台的气体传感器被研发应用。气敏材料的分类主要包括以下几类包括金属氧化物、导电聚合物复合金属氧化物/聚合物复合材料等新型材料[3]。在不同的传感活性材料中,半导体金属氧化物在暴露于目标气体下时存在显着电阻变化,展现了高灵敏度。除了高灵敏度外,金属氧化物传感器还具有低成本,快速响应恢复速度,长期稳定性和出色选择性的优势,因此,它成为气体传感最有前途和最有效的材料之一[4]。

然而,mos对多种气体的高灵敏度也导致其选择性差,选择性是评价气敏传感器使用价值的重要性能指标。传统的广谱型气敏传感器能对大多数还原性气体响应,但无法分解气体类型,在很大程度上限制了传感器的使用范围。实际应用中我们希望传感器能够从复杂的气体混合物中有选择地分辨出目标气体、如co、h2、c2h5oh等,以满足安检、报警等检测需求。因此如何提高气体传感器选择性进而提高混合气体识别准确率和浓度测量精度是目前研究工作的难点[5]。由于传感器通过气体分子与气敏材料表面相互作用改变电导率实现气敏检测,因此选择性在很大程度上受吸附、表面化学反应的影响,必须改变材料物理化学性能和使用条件等来提高选择性[6]。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:通过水热法使用zno或sno2作为模板,在dmf和水的混合溶剂中合成zno@zif-8或sno2@zif-8;制作zno@zif-8或sno2@zif-8气体传感器;

材料表征及气敏性能测量:对zno@zif-8或sno2@zif-8复合材料进行结构表征以及物相构成分析以及对zno@zif-8或sno2@zif-8气体传感器进行气敏性能测试,通过扫描电子显微镜(sem)分析、x射线衍射(xrd)分析、vocs气敏性能测量等,完成材料的表面形貌、物相构成和气敏性能分析。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照设计方案,完成传感器制备。

第8-11周:sem分析、氢气、vocs气敏性能测量。

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4. 参考文献(12篇以上)



[1] 宋凯. 金属氧化物半导体气体传感器气体检测关键问题研究[d]. 哈尔滨工业大学, 2011.

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