超細(xì)氧化鋅的制備及氣敏性能研究.pdf

1、以工業(yè)鋅焙砂制得的硫酸鋅溶液為原料,(NH<,4>)<,2>CO<,3>作為沉淀劑,直接沉淀法合成堿式碳酸鋅,然后在高溫下煅燒得到納米活性氧化鋅ZnO.考察了有關(guān)因素對(duì)制備過(guò)程的影響,確定了適宜的制備工藝條件.研究了堿式碳酸鋅熱分解動(dòng)力學(xué)及在煅燒過(guò)程中的物理化學(xué)性質(zhì)變化并用XRD、TG-DSC、TEM、IR、BET等實(shí)驗(yàn)手段對(duì)前驅(qū)物及所得氧化鋅進(jìn)行分析與表征.用所制得ZnO粉體做成薄膜層氣敏元件,測(cè)定了不同反應(yīng)條件所制得氧化鋅對(duì)還原性氣

2、體的氣敏性,研究了反應(yīng)原料、制備方法、測(cè)試氣氛、元件的加熱電壓等因素對(duì)靈敏度的影響.并在此基礎(chǔ)上,考察了過(guò)渡元素和稀土元素?fù)诫s對(duì)ZnO半導(dǎo)體性能和氣敏性能的影響.研究結(jié)果表明:(1)前軀體的制備工藝條件為:沉淀方式反加法,沉淀溫度40℃,ZnSO<,4>溶液濃度0.5-1.0mol/L,(NH<,4>)<,2>CO<,3>溶液濃度2mol/L,ZnSO<,4>與(NH<,4>)<,2>CO<,3>的物質(zhì)的量之比為1:1.15.(2)堿式

3、碳酸鋅在煅燒過(guò)程中于150℃脫除結(jié)晶水,250℃發(fā)生熱分解生成ZnO,在350℃熱分解反應(yīng)基本完全.(3)堿式碳酸鋅的熱分解為兩步反應(yīng)過(guò)程,第一步為R3,即球形對(duì)稱三維相界面反應(yīng);第二步為F2,即為簡(jiǎn)單二級(jí)反應(yīng).(4)前驅(qū)體在300℃溫度煅燒時(shí),比表面積增大,溫度升高,比表面積又逐漸減小,700℃煅燒時(shí)粉體的比表面積為9.12m<'2>/g.(5)鋅焙砂制備的ZnO所制得的氣敏元件對(duì)C<,2>H<,5>OH氣體具有較高的靈敏度和選擇性.