Ag掺杂ZnO纳米线酒敏性能的研究.PDF

维普资讯 于灵敏 等：Ag掺杂 ZnO纳米线酒敏性能的研究 Ag掺杂 ZnO纳米线酒敏性能的研究 于灵敏 。，朱长纯 ，岳 苗。，范新会。，祁立军。 (1．西安交通大学 电子与信息工程学院，陕西 西安 710049； 2．西安工业大学 材料与化工学院，陕西 西安 710032) 摘 要： 利用漫渍法将 ZnO纳米线浸渍于AgNo3 2 实 验 溶液中制备了Ag掺杂的ZnO纳米线。借助 X射线 衍射仪 (XRD)和场发射扫描 电子显微镜 (FESEM)对 2．1 Ag的掺杂 纳米线的晶体结构和形貌进行 了表征 。结果表明纳米 实验中所用的ZnO纳米线是由物理热蒸发纯Zn 线既含面心立方结构的Ag又含有六方纤锌矿结构的 粉法(质量分数为99．995％)制备的，将ZnO纳米线置 ZnO。三维网络结构的 ZnO纳米线被一层致密的Ag 于玻璃皿 中，逐滴滴人 0．1mol／L的AgNO3溶液共 颗粒包裹并在其表面形成了大量的具有高比表面剂的 5ml，用玻璃棒搅拌均匀，静置浸泡 5min。然后将浸泡 孔洞结构。将纯的和Ag掺杂的ZnO纳米线都作为酒 后的ZnO纳米线置于干燥箱中在 100C下干燥 1h，取 敏传感材料，在酒精浓度为 0．001％，工作温度为 150 出，晾干 ，收集 。采用 XRD-6000型 X射线衍射仪 ～ 400℃的范围内测试 了它们 的气敏特性 ，结果显示， (XRD)、JSM-6460型扫描 电子显微镜 (SEM)对其晶 Ag掺杂的ZnO纳米线的酒精灵敏度 比纯 ZnO纳米 相结构和表面形貌进行表征。 线提高了14。在工作温度为 350℃的条件下测试 了它 2．2 ZnO纳米线气敏元件的制备 们的响应一恢复时间。气敏元件 的酒敏特性主要归结 将掺杂Ag的ZnO纳米线置于研钵中研磨后用蒸 于表面吸附效应 。 馏水调制成糊状，均匀涂在 内径为 0．8mm，长度为 关键词： 掺杂；ZnO纳米线；气敏传感器 4mm的陶瓷管的外表面。涂敷好的陶瓷管在空气中 中图分类号： TB43 文献标识码：A 干燥后，放置在马福炉中在400,600℃下烧结。然后 文章编号：1001-9731(2008)05-0867-03 将制备好的元件焊接到底座上进行老化。电加热老化 条件为 0．75w／24Oh，老化后的传感元件在WS-30A 1 引 言 型气敏元件测试系统上进行各项参数的测试。 随着汽车逐渐普及，交通安全问题 日益严重，其中 3 实验结果 酒后驾驶是发生交通事故的主要原因之一。为了方 便、迅速、准确地检测出司机 的饮酒情况，预防该类交 3．1 未掺杂与 Ag掺杂ZnO纳米线的形貌及成分 比 通事故的发生，迫切需要性能可靠的乙醇气体传感器。 较 目前对于ZnO气敏材料，大量的研究工作主要集 图1(a)为纯 ZnO纳米线 SEM照片。从图1上可 中在ZnO纳米颗粒或纳米薄膜等方面[1]。理论上 以看出ZnO纳米线呈四角锥状，长约 10L／m，直径沿长 讲，虽然纳米颗粒具有非常高的比表面积，有利于提高 度方向急剧减小 ，长径 比约 150~200。 气敏传感器的灵敏度。但是，一旦制备成薄膜形式，纳 米颗粒会发生严重的团聚现象，从而降低 比表面积I更 严重的是，在高温工作时还会出现晶粒吞并、长