WO3掺杂对NiO基纳米材料VOCs气体气敏性能的影响
2011-12-07吴树荣刘志宇
传感器与微系统 2011年10期
吴树荣,傅 刚,陈 环,刘志宇
(1.珠海粤科京华电子陶瓷有限公司,广东珠海519080;2.广州大学 物理与电子工程学院,广东广州510006)
0 引言
挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)对人类的身体健康有巨大的影响。大部分VOCs都是致癌物质,当气体达到一定体积分数时,人们会感到头痛、恶心、乏力等,严重时甚至会出现昏迷、抽搐,长期生活在这样的环境下会对呼吸系统和神经中枢产生不良影响。同时,VOCs作为化工原料和有机溶剂被广泛运用于制造建筑材料、橡胶、油漆等原料,家庭装修过程中使用的涂料是室内VOCs的主要来源之一[1,2]。因此,对VOCs气体的检测日益受到重视。传统的检测方法主要有分光光度法、色谱法、极谱法、激光光谱法等[3]。但这些方法都需要对待测的空气进行采样,操作复杂、设备昂贵,不易得到普及。半导体气体传感器件灵敏度高、体积小,便于设计成便携式的气体检测器件,引起人们极大关注。目前比较成熟的半导体气体传感器材料主要有SnO2,ZnO和Fe2O3等,但对低体积分数的VOCs气体的敏感特性并不理想[4]。金属氧化物NiO在光电、电致色变、超级电容、催化和电极等方面的性能已被广泛研究,近来国内外专家学者也开始关注NiO作为气体传感器的性能[5,6],但是通过均匀共沉淀法制备NiO纳米粉体,并研究添加WO3改进NiO的VOCs敏感特性的报道很少。本文采用均匀沉淀法[7,8]制备NiO气敏材料,添加WO3改善材料微结构,并制成旁热式VOCs气敏器件,检测材料的气敏特性,最后结合X射线衍射仪分析材料的敏感机理。
1 实验
1.1 NiO纳米粉体制备
以六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)和尿素为原料,按摩尔比1∶4溶解于去离子水中。……
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