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CdS纳米颗粒掺杂对ZnO气敏性能的影响
  • ISSN号:0438-0479
  • 期刊名称:《厦门大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TQ132.4[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]厦门大学材料学院,福建厦门361005, [2]浙江大学材料与化学工程学院,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金(50832006),福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划(0000-X07201)资助
中文摘要:

采用溶胶-凝胶法制备了CdS-ZnO复合纳米颗粒.通过把纳米颗粒旋涂在叉枝Au电极上,制得传感器元件来研究CdS纳米颗粒掺杂对ZnO气敏性能的影响.利用X射线衍射研究了CdS-ZnO纳米颗粒的相结构,研究表明当CdS含量为1%与3%时。ZnO纳米颗粒的结晶度相对较好.透射电镜研究表明:CdS掺杂后,ZnO颗粒仍处在纳米尺度范围.大小约为10nm,同时小的纳米颗粒容易团聚在一起,形成大小约为200nm的纳米球.通过对CdS-ZnO纳米颗粒传感器气敏性能的系统研究.发现当CdS纳米颗粒的含量为3%时,传感器在室温下对NH3气体的灵敏度和选择性较好,且重复性较好.最后初步讨论了CdS掺杂的ZnO气体传感器与NH3气体相互作用的气敏机理.

英文摘要:

The gas sensing behavior of ZnO nano-particles doped with CdS nano-particles was systematically investigated. The CdS-ZnO compound nano-particles with different ratio of CdS : ZnO was prepared by sol-gel method. After the preparation of compounds,the particle was deposited onto the Au electrode by spin-coating method. According to the XRD analysis, the phase structure was measured. It was revealed by the TEM observation that the size of the ZnO was still in the nanometer range after the doping of CdS nano-particles. The size was about 10 nm, manifesting that there was little effect of doping concentration of CdS on the morphology of ZnO. The small nano-particles were easy to aggregate to form the complexes with the size about 200 nm. The systematical in- vestigation of the CdS-ZnO nano-particles gas sensor revealed that the sensor with a composition ratio of CdS : ZnO=3% showed fairly excellent sensitivity and selectivity to ammonia at room temperature. The response and recovery characteristics were almost reproducible. The interaction between the CdS-ZnO nano-particles gas sensor and the NH3 was analyzed on the basis of the electronegarive difference between Cd and Zn atoms and the active centers induced by the Cd ion. Finally,the mechanism for the improvement in NH3-sensing properties was discussed.

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