APP下载

水热法合成单分散的SnO2纳米颗粒及其气敏特性的研究

2021-05-07牟佳佳高丽丽

北华大学学报(自然科学版) 2021年2期

管 越,牟佳佳,李 佳,高丽丽

(北华大学理学院,吉林 吉林 132013)

SnO2材料是最早被发现的而且是最广泛使用的气敏氧化物材料,SnO2材料在传感器的工作环境下具有高的导带电子迁移率,良好的化学和热稳定性,其气敏特性可以被形貌和微结构特征所急剧地改变,如粒子的尺寸、形状、比表面积、多孔性[1-2].在这些因素之中,纳米尺寸是提高材料性能的最重要方法.当SnO2的晶粒半径和电荷耗尽层的宽度(约为3 nm) 接近时,灵敏度会明显增加[3-4].SnO2的晶粒尺寸依赖于合成方法、反应条件、烧结温度、掺杂以及微结构.水热法由于其制备简单、晶粒尺寸可控、形貌和结晶度很容易被实验条件所改变而成为最常用的制备方法.Fujihara等用水热法制备了介孔的SnO2纳米材料,平均颗粒尺寸为4 nm[5].

目前有很多方法被用来提高气敏材料的灵敏度,如元素的掺杂、构建分等级结构以及添加催化剂等.然而小的颗粒尺寸在较高的温度烧结后会团聚在一起,这是影响器件灵敏度和稳定的一个因素.现有一些方法被用来控制晶粒尺寸,如掺杂Nb2O5、改变表面特性[6-7].近些年来,在溶胶凝胶法中,PA也被用来提高SnO2纳米材料的热稳定性[8].

本文通过水热法制备了单分散的SnO2纳米颗粒,通过磷酸掺杂,最终的产物经过较高温度的烧结之后仍然具有较小的颗粒尺寸和大的比表面积,样品的表面是疏松多孔的,这有利于样品与目标气体间的反应.我们对所制备的SnO2进行了对H2的气敏特性测试,掺杂0.3 mmol PA的器件对……

登录APP查看全文