1、本論文首先對納米氣敏材料和半導體氣體傳感器進行了詳細的綜述,隨后探究了摻雜 ZnO一維納米材料、HoCrO3納米材料和石墨烯-SnO復合材料的制備方法及氣敏性能。主要內容包括:溶劑熱法(無水乙醇)制備 ZnO摻雜一維納米材料;共沉淀法和溶膠凝膠法(Sol-gel)制備 HoCrO3納米材料;尿素分解水熱法制備石墨烯-SnO復合材料。檢測以上三種材料制作的氣體傳感器對甲醛、氨氣、三甲胺、乙酸等氣體的氣敏性能,具體內容如下:
　　首先

2、采用溶劑熱法制備 La3+、Cu2+摻雜 ZnO一維材料,將材料制作成旁熱式氣敏傳感器,詳細研究了各摻雜離子的摻雜比例、溶劑熱溫度及時間長度對 ZnO氣敏性能的影響;考察了ZnO納米棒、La3+摻雜 ZnO納米棒和Cu2+摻雜 ZnO納米棒元件的氣敏性能。結果表明:通過溶劑熱法制備的摻雜 ZnO粉體材料為納米棒狀結構,棒長度和直徑隨摻雜離子比例不同發(fā)生變化。6％ mol La3+摻雜 ZnO(120℃,10 h)樣品對應氣敏元件對丙酮表

3、現(xiàn)出很高的靈敏度,當工作溫度為425℃時,元件對(1×10–1)%(體積分數(shù))和(1×10–6)%的丙酮靈敏度分別為1718和2.4;對(1×10–6)%丙酮的響應時間和恢復時間分別為16 s和3 s;3% mol Cu2+摻雜 ZnO(120℃,10 h)樣品對應元件對低濃度的乙醇有較高的靈敏度,在395℃的工作溫度下對(1×10–1)%乙醇的靈敏度為380,響應恢復時間分別為5 s和40 s;對(1×10–4)%乙醇靈敏度可達4.2

4、。
　　同時將葡萄糖氧化酶(GOx)、Ni2+摻雜 ZnO納米棒和Pt電極一起組裝成GOx/NiO-ZnO/Pt生物傳感器,在一定濃度的葡萄糖溶液中研究了此類生物傳感器的電化學響應特性?？疾炝薔i2+摻雜 Zn2+摩爾比例、pH值、溫度、掃速和電位等參數(shù)對生物傳感器性能的影響。結果表明:在優(yōu)化條件下,自組裝葡萄糖生物傳感器所測電化學氧化峰電流與葡萄糖溶液的濃度呈現(xiàn)良好的線性關系,線性范圍為0.5~8.0 mM,對葡萄糖溶液的靈敏度

5、高達61.78μA/ mM cm2,響應時間<5 s。
　　通過共沉淀法制備 HoCrO3前驅體,將前驅體在不同條件下進行熱處理得到HoCrO3納米粉體,采用X射線衍射儀和掃描電鏡對 HoCrO3納米粉體的晶體結構和微觀形貌進行了表征。對用HoCrO3制作的元件進行氣敏性能測試,研究不同熱處理條件對 HoCrO3氣敏性能影響。HoCrO3(800℃,2 h)樣品元件對三甲胺氣體具有較高的靈敏度、良好的選擇性和穩(wěn)定性,元件檢測限較低

6、,對(1×10–5)%的三甲胺靈敏度為3。同時采用溶膠凝膠法(Sol-gel)制備 HoCrO3前驅體,將前驅體在不同條件下進行熱處理得到 HoCrO3納米粉體,考察了溶膠凝膠法制備的HoCrO3氣體傳感器對氨氣、三甲胺、甲醛等十八種氣體的氣敏性能。結果表明:Sol-Gel-HoCrO3(800℃,2 h)樣品元件較共沉淀 HoCrO3(800℃,2 h)樣品元件對三甲胺氣體具有更高的靈敏度和更低的檢測限。在150℃的工作溫度下對(1×

7、10–1)%和(1×10–6)%的三甲胺靈敏度分別為1012.3和2.2。由此可見 HoCrO3對檢測三甲胺而言是一種很有應用前景的半導體氣敏材料。
　　通過尿素分解水熱法制備石墨烯-SnO復合材料,研究石墨烯摻雜比例及水熱處理溫度對石墨烯- SnO氣體傳感器氣敏性能的影響,以及石墨烯-SnO氣體傳感器對甲醛、氨氣、三甲胺等九種氣體的氣敏性能。結果表明:1 wt%石墨烯-SnO(100℃,10 h)樣品對甲醛具有良好的氣敏性能,檢