描述

开本: 16开纸张: 胶版纸包装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122307866

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环境中有毒有害及易燃易爆气体的快速准确检测对于保障人们的生命财产安全具有重要的现实意义。氧化物半导体气敏材料以其制作简单、成本低、响应迅速等优点长期以来一直受到人们的广泛关注。近年来，围绕气敏材料的设计、合成与气敏机制的研究日新月异。尤其是随着人们对氧化物半导体气敏机制的认识不断加深，以及纳米合成技术的不断进步，在高性能气敏材料的研究方面也在取得长足的进步。本书综合了近年来氧化物半导体气敏材料在设计、合成及气敏机制研究方面的新理论和技术成果以及编者多年的科研经验，可以在更大程度上满足本行业从业人员的实际需求。

内容简介

传感器在降低环境风险、保障人身及财产安全等方面发挥了重要作用。采用氧化物半导体气敏材料制作的传感器以其成本低、耗能少、制作和使用方便、响应灵敏等优点越来越受到人们的广泛关注。本书除了系统总结作者近年来在该领域取得的重要研究成果之外，还详细阐述了氧化物半导体气敏材料的敏感机理、研究进展、发展趋势及存在问题，重点介绍了几种不同微纳米结构材料的制备与性能。全书内容新颖充实、方法具体、数据翔实、分析深入，将对更好地开发新型气敏材料，具有较好的指导和帮助作用。本书主要供无机非金属材料、新材料及纳米材料、气敏材料、光催化、锂离子电池等领域的科研人员、技术人员阅读或参考，也可作为相关专业大专院校师生的教学参考书。

目　　录

第1章绪论1

1.1纳米材料概述3

1.1.1纳米材料的分类4

1.1.2纳米材料的合成方法5

1.2气体传感器10

1.2.1气体传感器的分类10

1.2.2金属氧化物半导体气体传感器的气敏机理11

1.2.3气体传感器的指标15

1.2.4金属氧化物半导体气体传感器研究现状及存在问题17

1.2.5金属氧化物半导体气体传感器的研究方向17

1.3本章小结18

参考文献18

第2章SnO牺牲模板法制备SnO2及其气敏性能25

2.1蜂巢状SnO2的制备及其气敏性能28

2.1.1样品制备28

2.1.2SnO表征与分析28

2.1.3CTAB辅助下蜂巢状SnO的形成机理35

2.1.4蜂巢状SnO的光学性能35

2.1.5蜂巢状SnO的热稳定性分析36

2.1.6蜂巢状SnO2的表征37

2.1.7蜂巢状SnO2的气敏性能40

2.2SnO2纳米片的制备及其气敏性能43

2.2.1样品制备43

2.2.2结果与讨论44

2.2.3反应条件对产物形貌的影响46

2.2.4SnO纳米片的光学性能52

2.2.5SnO纳米片为前驱体制备SnO254

2.2.6气敏性能55

2.3本章小结58

参考文献59

第3章牺牲模板法制备ZnO/SnO2纳米复合材料及其气敏性能61

3.1不同形貌分级结构SnO纳米材料的制备64

3.1.1球状SnO微米结构的制备64

3.1.2花状SnO分级结构的制备64

3.1.3纳米片组装的多孔SnO分级结构的制备64

3.2材料表征分析65

3.3花状分级结构ZnO/SnO2的制备及其气敏性能74

3.3.1样品制备74

3.3.2材料测试表征75

3.3.3气敏性能研究77

3.4本章小结84

参考文献85

第4章核-壳ZnO/SnO2纳米棒的制备及其气敏性能89

4.1样品制备92

4.1.1ZnO纳米棒的制备92

4.1.2ZnO/SnO2核-壳纳米棒的制备92

4.2材料表征93

4.3气敏性能96

4.4气敏机理分析100

4.5本章小结102

参考文献102

第5章多孔花状NiO/SnO2纳米复合材料的制备及其气敏性能105

5.1实验部分107

5.1.1实验所需试剂药品107

5.1.2实验所需设备108

5.1.3多孔花状NiO/SnO2纳米材料的制备108

5.1.4样品的表征方法109

5.1.5样品气敏性能的测试109

5.2样品表征结果与分析112

5.3样品气敏性能的研究119

5.4气敏机理124

5.5本章小结126

参考文献127

第6章SnO2/Zn2SnO4纳米复合材料的制备及其气敏性能131

6.1SnO2/Zn2SnO4多面体的制备与气敏性能134

6.1.1样品的制备134

6.1.2样品的表征134

6.1.3前驱物制备方法对产物形貌的影响140

6.1.4碱浓度对前驱体生成的影响141

6.1.5气敏性能143

6.2多孔球状SnO2/Zn2SnO4纳米材料的制备及其气敏性能146

6.2.1样品制备146

6.2.2样品的测试分析147

6.2.3气敏性能149

6.3中空立方块NiO/Zn2SnO4/SnO2的制备及气敏性能研究155

6.3.1样品制备156

6.3.2样品形貌与结构分析156

6.3.3样品的N2吸附-脱附分析159

6.3.4样品的气敏性能研究161

6.3.5气敏机理研究165

6.4本章小结167

参考文献168

前　　言

环境中有毒、有害及易燃、易爆气体的快速准确检测是防止中毒和火灾事故发生的重要手段。在众多气体检测方法中，金属氧化物半导体（metal oxide semiconductor，MOS）气体传感器以其成本低、耗能少、制作和使用方便、响应灵敏等优点多年来一直受到人们的广泛关注。该类传感器在环境监测、公共安全和工业控制等领域已经取得应用，在降低环境风险、保障人身及财产安全等方面发挥了重要作用。MOS气敏材料是该类气体传感器的核心组件，其性能的优劣直接影响气体传感器的性能与应用。自1962年Seiyama等对ZnO和SnO2气敏材料的敏感特性进行了开创性研究以来，各国科学家相继开展了MOS气敏材料的合成与性能方面的研究工作。然而，随着MOS气体传感器应用领域的不断拓展，人们对其性能也提出了更高要求。现有MOS气敏材料在灵敏度、选择性、响应-回复速度以及抗湿性等方面已无法完全满足现实需求，这也极大地限制了MOS气体传感器的实际应用。因此，研究与开发高性能气敏材料对进一步提高气体传感器性能以满足实际需要具有重要意义。本书在准确把握氧化物半导体气敏材料领域的研究动态基础上，以笔者近几年在该领域的研究成果为基础编著而成。全书详细介绍了氧化物半导体气敏材料的敏感机理、研究进展、发展趋势及存在问题，重点介绍了几种不同微纳米结构的SnO2以及异质结构ZnO/SnO2、NiO/SnO2和SnO2/Zn2SnO4等材料的合成方法及气敏性能。全书内容新颖充实、方法具体、数据翔实、分析深入，适宜作为从事氧化物半导体纳米材料的合成和气敏性能相关领域研究者的参考书。本书由孙广执笔，由李彦伟副教授和曹建亮副教授进行校稿和审阅。在成稿和勘校过程中也得到了张战营教授、孟哈日巴拉教授、王燕副教授、林龙副教授、张波博士、陈泽华博士、张赛赛博士、勿乃腾博士和研究生马广洲、戚风晓、罗娜、金红红等的全力协助。本书出版得到了国家自然科学基金（U1404613）、河南省高校科技创新人才（18HASTIT010, 17HASTIT029）、河南省高校青年骨干教师（2015GGJS-063，2016GGJS-040）和河南省高等学校重点科研项目（16A150051）的资助，在此一并表示感谢！由于著者水平有限，书中难免存在疏漏，恳请广大读者批评指正。著者2017年10月

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