WO3掺杂对NiO基纳米材料VOCs气体气敏性能的影响.pdf

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1、56传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第l0期WO3掺杂对NiO基纳米材料VOCs气体气敏性能的影响吴树荣一，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5190802．广州大学物理与电子工程学院。广东广州510006)摘要：用均匀共沉淀法制备纳米NiO材料，研究不同WO。添加量对材料气敏性能的影响。WO。的掺杂使NiO气敏材料对挥发性有机物(VOCs)气体的灵敏度有显著的提高，且通过XRD图谱分析，WO。的添加抑制了NiO晶粒生长，增大了材料的比表面积，改善了NiO材料的气敏性能。

2、关键词：均匀沉淀法；氧化镍；挥发性有机物；气敏中图分类号：TN304文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)10-0056-03EffectsofWo3dopingonNiO—basedgassensingpropertyofVOCsWUShu—rong，FUGang，CHENHuan，LIUZhi—yu(1．GuangdongTsinghuaTechnologyCeramicsCo．Ltd，Zhuhai519080，China；2．SchoolofPhysicsandElectronicEngineering，GuangzhouUniversity，Guan

3、gzhou510006，China)Abstract：Thenickeloxide(NiO)nano—powderispreparatedbyhomogeneousprecipitationmethod．Theeffectoftungsten—trioxide(WO3)additiveonthesensitivityoffinaldevicesisinvestigated．It’sobviousthattheadditionofWO3greatlyenhancetheNiOgassensingpropertytovolatileorganiccompounds(VOCs)．

4、Keywords：homogeneousprecipitationmethod；NiO；VOCs；gassensing0引言传感器的性能l，但是通过均匀共沉淀法制备NiO纳米挥发性有机物(volatileorganiccompounds，VOCs)对人粉体，并研究添加WO改进NiO的VOCs敏感特性的报道类的身体健康有巨大的影响。大部分VOCs都是致癌物很少。本文采用均匀沉淀法’制备NiO气敏材料，添加质，当气体达到一定体积分数时，人们会感到头痛、恶心、乏WO改善材料微结构，并制成旁热式VOCs气敏器件，检测力等，严重时甚至会出现昏迷、抽搐，长期生活在这样的环材料的气敏特性

5、，最后结合X射线衍射仪分析材料的敏感境下会对呼吸系统和神经中枢产生不良影响。同时，VOCs机理。作为化工原料和有机溶剂被广泛运用于制造建筑材料、橡1实验胶、油漆等原料，家庭装修过程中使用的涂料是室内VOCs1．1NiO纳米粉体制备的主要来源之一L。因此，对VOCs气体的检测日益受到以六水合硝酸镍(Ni(NO。)。·6HO)和尿素为原料，重视。传统的检测方法主要有分光光度法、色谱法、极谱按摩尔比l：4溶解于去离子水中。在90℃的水浴下用磁法、激光光谱法等。但这些方法都需要对待测的空气进力搅拌，反应10h生成绿色沉淀物。将沉淀物过滤、烘干，行采样，操作复杂、设备昂贵，不易得到普

6、及。半导体气体得到前驱体，然后，置于马弗炉中煅烧。最后，将煅烧后的传感器件灵敏度高、体积小，便于设计成便携式的气体检测粉体放到球磨机中球磨4h，得到NiO粉体。器件，引起人们极大关注。目前比较成熟的半导体气体传1．2添加物WO的制备感器材料主要有SnO，ZnO和FeO。等，但对低体积分数取适量双氧水(分析纯)倒人烧杯，加入w粉的VOCs气体的敏感特性并不理想。。金属氧化物NiO在(99．8％，分析纯)，连续搅拌反应10h得到乳白色的悬浊光电、电致色变、超级电容、催化和电极等方面的性能已被液，在离心机中离心20min得到透明的澄清溶液。然后，加广泛研究，近来国内外专家学者也开

7、始关注NiO作为气体入适量的无水乙醇和冰醋酸，蒸馏、静置得到w溶液。将收稿日期：2011-01—19第10期吴树荣，等：WO。掺杂对NiO基纳米材料VOCs气体气敏性能的影响57溶液放入干燥箱，120℃干燥24h得到干凝胶。放人马弗炉2．2试验的阻温特性中400℃热处理1h，然后在行星球磨机中球磨4h，得到图2为WO。掺杂量不同的器件在洁净空气中电阻随WO粉体。工作温度的变化曲线。从图2中可以看出：随着WO。掺杂1．3试样制备与性能测试量的增大，器件电阻也相应随着增大。工作温度为250℃将制得的NiO纳米粉体置于玛