摘要
当今世界各国工农业的不断发展，大量NOx、CO、H2S以及VOCs等有毒有害气体排放到生存环境之中，对生态环境造成了严重的破环。因此，开发一种能对NOx和VOC气体实时监测的气体传感器十分必要。本文以简单的水热法，制备了Na0.23TiO2/TiO2纳米管复合材料，并在此基础之上负载不同浓度的SnO2，形成SnO2/TiO2纳米管复合材料。本文的研究内容如下所示: 1、通过不同浓度碱以及水热时间合成的一系列的Na0.23TiO2/TiO2复合材料，并分析样品了样品的组成及形貌特征，探讨了复合材料的形成机理。在经过水热处理后样品由原来的粒子转变成了3-5层的多壁管状结构，纳米管的管径为10mm，壁厚为3nm，层间距为0.8nm。Na0.23TiO2用O2纳米管具有大的比表面积(99.3cm2/g)和丰富的介孔结构。通过对样品的气敏测试发现，10M NaOH溶液水热72h的样品对NOx的气敏性能最佳，室温下对50ppm NOx气体的响应值可达40.3，具有良好的选择性和长期稳定性。Na0.23TiO2/TiO2纳米管对NOx出色的气敏性能主要归因于材料种的p-n异质结、中空多壁管状结构、丰富孔道以及大的比表面积，为Na0.23TiO2/TiO2纳米管吸附气体分子提供更多的活性位点。 2、在Na0.23TiO2/TiO2纳米管复合材料的基础上通过超声和搅拌负载SnO2，形成SnO2/TiO2纳米管复合材料，并对其进行结构表征和气敏性能测试。SnO2/TiO2纳米管在合成制备过程中保留了前驱体的管状结构，并在负载了SnO2后材料的比表面积增加到了130.8cm2/g，表面的化学吸附氧增加。在室温下0.015M的SnCl4溶液所制备的SnO2/TiO2纳米管复合材料对100ppm正戊醇的响应值为24.3，并且有较快的响应和恢复速度。SnO2/TiO2纳米管复合材料对正戊醇性能的提升可归因于材料仍保留管状结构以及材料中n-n异质结的形成。
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