铁氧体基钙钛矿的制备及其气敏性能研究.pdf

摘要

摘要

气敏传感器作为一种甄别气体信息的装置，对于空气污染的检测以及疾病诊

断都能起到很重要的作用，其中基于金属氧化物的气敏传感器一直都表现出不错

的性能，而开发适用于室温条件且小型、易集成等实用的高性能气体传感器是目前

研究人员想要实现的目标，其中作为核心的金属氧化物敏感材料表现出的可调控、

制备方法多样、结构稳定的特点成为了进行性能提升的切入点，本论文通过研究窄

带隙金属氧化物材料YFeO以及复合物YFeO@ZnO，制备过程采用静电纺丝和

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一步水热法，对已制备好的材料进行化学成分、形貌、尺寸以及乙醇气体的识别性

能测试，具体研究如下：

1.采用静电纺丝工艺结合高温煅烧处理制备一维YFeO3纳米棒。通过XRD、

SEM、TEM、EDX等表征方法对材料的成分、结构、微观形貌和元素分布等方面

进行分析，表征结果说明成功制备出了YFeO3纳米棒，将所制备材料加工为传感

器元件通过测试平台进行气敏性能测试，测试结果说明YFeO3气敏传感器对乙醇

气体做到了特异性识别(18)，并且具有很快的吸附解吸速度(19s/9s)以及良好的稳

定性，说明了以YFeO3纳米棒为基础电阻式气敏传感器在进行乙醇气体识别方面

具有很大的应用前景。

2．采用一步水热法制备了复合材料前驱体，然后通过对前驱体高温煅烧得到

了YFeO@ZnO纳米材料。进行气敏性能测试后发现进行复合后的材料表现出更

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为不错的气敏特性，其响应值提高(35)的同时降低了工作温度(240℃)，YFeO@ZnO

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复合材料所表现出的选择性、重复性、长期稳定性也都很出色。通过微观结构研究

发现p-n异质结的存在是提高材料性能的主要原因。因此，YFeO@ZnO是一种很

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有前途的乙醇气敏材料。

关键词：水热法；静电纺丝法；气敏传感器；金属氧化物

I

Abstract

Abstract

Asadeviceforscreeninggasinformation,gassensorcanplayaveryimportantrole

inairpollutiondetectionanddiseasediagnosis.Amongthem,thegassensorbasedon

metaloxidehasalwaysshowngoodperformance,andthedevelopmentofpracticaland

high-performancegassensorssuitableforroomtemperatureconditionsandsmall,easy

tointegrateisthegoalthatresearcherswanttoachieve.Thecoremetaloxidesensitive

materialexhibitsadjustablecharacteristics,diversepreparationmethods,andastable

structure,makingitakeyfactorinimprovingperformance.Inthisthesis,narrowband

gapmetaloxidematerialYFeOandcomplexYFeO@ZnOarestudied.Thepreparation