中空Co3O4纳米笼的制备及气敏性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
随着经济的发展,生产生活中越来越多的有毒有害、易燃易爆气体排放或泄露至空气中,这不仅会污染环境,还可能损害人们健康甚至威胁生命。考虑到对人类健康的影响,高气体响应对于检测有毒气体至关重要,对气体的高选择性对于可靠地监测室内空气质量也是非常必要的。其中,金属氧化物半导体气体传感器成本低廉、响应高、稳定性好的优点受到研究者的广泛关注。

Co3O4作为一种p型半导体,其能带宽度为1.6~2.2 eV,常温下就对于气体有着不错的反应灵敏度,理论上可以成为气敏传感器的良好敏感材料,并且Co3O4拥有价格低廉,易于制备等优点,在目前的气体检测中被广泛应用。但是Co3O4 作为气敏传感器对气体的反应灵敏程度却并不高,使Co3O4作为气敏元件的应用有了一定得局限性。气敏材料的结构对其气敏性能的影响巨大。在气敏材料的制备中,可控地制造易于气体传输扩散的结构,使材料暴露更多的活性表面,可以有效地提高材料的气敏性能。Shreyas Rajasekhara等人将Co3O4做成多孔纳米球状从而大大地提高了对乙醇气体的反应灵敏度,而Hoa Nguyen等人制作出Co3O4孔状纳米棒发现对丙酮的响应速度得到了大幅度的提高,因此研究人员将Co3O4制备成纳米立方体、纳米片、纳米纤维、纳米管等不同结构,增加比表面积从而提高对气体的反应灵敏度,而中空球型结构的Co3O4由于具有比表面积高、密度低、对气体有良好的扩散性等优点,在常温下就具有很高的反应灵敏度和稳定性,优异的气敏性能在研究过程中得到重视。

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