纳米TiO_2改性及气敏性的研究

【摘要】： 针对纳米TiO_2化学结构和能带结构呈现弱N型、宽带隙、Ti外层电子不活泼等特点,致命地影响了其低阻半导化水平等问题。本研究采用前期热处理,得到了金红石型纳米TiO_2,按照不同重量百分比掺杂贵金属Ru进行改性,降低了材料阻值,提高了纳米TiO_2对三甲胺(TMA)的灵敏度。 鲜度是判断鱼类可食用性的重要标志。研究表明,鱼类储藏期间会挥发出三甲胺(TMA)气体。因此,通过测量三甲胺(TMA)气体的浓度可以判断鱼的鲜度等级。本论文在参考了大量关于鱼鲜度检测方法文献的基础上,提出了以纳米TiO_2为基质,掺杂不同重量百分比的贵金属Ru进行改性;在实验中克服了敏感材料不能长时间烧结的问题,固定烧结温度600℃,对敏感材料进行了48小时长时间热烧结,降低了材料阻值,提高了纳米TiO_2响应三甲胺(TMA)气体的灵敏度;并对纳米TiO_2基敏感材料响应TMA气体的敏感机理、添加贵金属Ru的改性机理进行了研究和探讨。 本论文主要研究不同重量百分比贵金属Ru的掺杂、不同老化时间、不同工作电压下气敏元件响应三甲胺(TMA)灵敏度的差异;同时对此气敏元件进行了干扰气体NH_3和H_2的测试,并对鲫鱼死后的鲜度变化进行了连续测定,分析了不同条件下出现灵敏度差异的原因。根据实验研究得出,掺杂贵金属Ru重量百分比为2.0%、工作电压为6V、老化时间为48小时的纳米TiO_2气敏元件响应下限低、选择性好、实用性强。