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针对挥发性有机气体的检测需求,结合目前半导体气体传感器应用中存在的问题,以半导体气体传感器的核心气体敏感材料改性为基础,开展过渡金属氧化物改性及气敏特性研究,通过形貌改善、修饰、多组分复合提升半导体金属氧化物气体敏感材料性能,从根本上提升半导体气体传感器性能。本论文以半导体金属氧化物气敏材料为研究对象,通过控制制备条件,改善气体敏感材料表面形貌以及晶型结构,并通过石墨烯修饰、金属氧化物复合以及贵金属掺杂等手段,对金属氧化物气敏材料进行改性,制备了WO3纳米片、WO3/r GO纳米片、Zn O/Zn Co2O4纳米棒复合材料、Zn O-Zn Co2O4纳米管复合材料、Cu O/Pt O2多面体材料,利用多种分析测试技术与表征手段对制备的材料表面形貌、结构、晶型等进行检测和表征,并基于制备的气体敏感材料制作气体传感器,对其性能进行测试,并根据测试分析结果开展材料掺杂改性对气体敏感特性影响的研究。利用水热法制备了由纳米粒子组装形成的四边形二维WO3纳米片气体敏感材料,其具有的粗糙表面形貌及多孔结构有利于其气体敏感特性的提升,气体敏感特性测试结果表明,WO3纳米片在200 oC工作温度下对10 ppm乙醇的灵敏度约为WO3无规则纳米颗粒状材料的2倍,响应-恢复时间同样获得显著提升,且具有良好的选择性、重复性及长期稳定性。利用石墨烯对WO3纳米片进行修饰改性,石墨烯材料良好的电导特性有利于提高WO3纳米片的气体敏感性能,并通过改变GO溶液的添加量,制备出r GO添加量分别为4.1、6.1、7.9和9.7 wt%的复合材料。气体敏感特性测试结果表明,石墨烯修饰后的WO3纳米片气体敏感特性得到明显提升,其中r GO添加量为7.9 wt%时敏感性能最佳,修饰改性后的敏感材料对10 ppm NO2的灵敏度是未修饰的3倍,最佳工作温度降低50oC。采用两步法制备了Zn O/Zn Co2O4复合纳米棒,理化测试结果表明Zn O与Zn Co2O4成功复合,复合后的材料由于能够形成p-n结而有效提升了材料的气体敏感特性,对10ppm丙酮气体的测试结果表明,Zn O与Zn Co2O4的添加摩尔比为1:1时,气体敏感性能最佳,与纯Zn O纳米棒相比不仅最佳工作温度降低了40 oC,灵敏度是其4倍,充分验证了材料复合后气体敏感特性获得极大提升。采用静电纺丝法制备了具有管状结构的Zn O纳米管和Zn O-Zn Co2O4复合纳米管材料,复合后的Zn O-Zn Co2O4纳米管材料对10 ppm丙酮的敏感特性较纯Zn O纳米管材料获得极大提升,灵敏度是其3倍,且最佳工作温度降低25 oC,表明复合纳米管结构能够显著提升材料的敏感特性。采用水热法和高温煅烧法制备了Cu O/Pt O2多面体材料,为研究Pt O2添加量对气体敏感特性的影响,制备了Pt O2添加量分别为:2、3.5和10 wt%的多面体材料,测试结果表明,Pt O2添加量为3.5 wt%时气体敏感性能最佳,对100 ppm正丁醇的灵敏度是纯Cu O多面体材料的2倍,最佳工作温度降低20 oC,结果表明,贵金属掺杂后的气体敏感材料由于贵金属优异的催化效果,能够有效提升气体敏感特性。