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氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究畢業論文(已修改)

2026-06-29 07:48 本頁面

　

【正文】畢業論文（設計）題目：氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究 I目錄摘要 (1) 第一章緒論 (2) 納米技術簡介 (2) (2) (4) (5) ZnO納米材料 (6) ZnO納米材料簡介 (6) ZnO納米材料的分類 (8) ZnO半導體氣體傳感器 (9) 半導體氣體傳感器原理 (9) ZnO半導體氣體傳感器分類 (10) (10) (11) 第二章 ZnO納米材料的制備 (13) (13) ZnO制備原理及過程 (13) (17) ZnO氣體傳感器的氣敏機理 (19) ZnO氣體傳感器的性能測試 (20) (23) 第三章納米材料的現狀及前景 (24) 參考文獻 (25) Abstract (27) I氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究作者：王洋指導老師：徐秀梅摘要：以二水乙酸鋅（C4H10O6Zn）和水合肼（N2H4?H2O）為原料，采用低溫水熱制備分等級ZnO納米材料，通過（XRD），透射電鏡（TEM），掃描電子顯微鏡（SEM），光致發光譜等[1]對所制備的氧化鋅樣品進行表征并分析晶體結構，通過交叉實驗分析其生長機理，進而進行氣敏性的研究。檢測所測氣體的組成及其含量由氣體傳感器完成，而氣體傳感器由ZnO敏感材料為基體材料制得進行。關鍵詞：水熱法；氧化鋅；傳感器；氣敏性第一章緒論納米技術簡介科技進步帶動了城市化進程的飛速發展。人類社會已經經歷了兩次工業革命，這兩次工業革命給人類帶來了極大的便利，但是也帶來了一系列問題。例如，工業生產，煤礦燃燒，汽車尾氣等排放的廢氣越來越多，這些排放的廢氣對人類的生存與發展造成的危害日益嚴重，不容小覷。慶幸的是，越來越多的人注意到了大氣問題對人與自然所造成的危害，開始關注這一問題，關注人類自身的健康與安全。為了改善人們的居住條件和提高生活質量，很多國家制訂了相應的法律法規，我國政府也制訂了符合我國國情的法律法規。各種各樣的氣體在人們的生活中必不可少，無法替代。有些是人類健康至關重要的的氣體，如OCON2；有些是環境和人體健康的殺手——含碳氧化物的不完全燃燒CO，硫的氧化物，氮的氧化物等；有些是室內裝修所產生甲醛，氨氣，硫化氫，氯乙烯，苯乙烯等氣體。因此開發和研究高性能的氣體傳感器是未來的趨勢。一些常見常用的傳感器，由SnO2，Fe2O3，ZnO作為基體材料制備的傳感器等等已經廣泛應用于工業與日常生活。其中ZnO半導體氣體傳感器以其獨特的優勢——對氣體反應迅速，耗電量少，適合帶出去，可靠系數高等，在眾多傳感器中鶴立雞群，被廣泛應用。納米技術一般指納米級 ( nm) 的材料設計、制造、測量、控制和產品的技術[2]。納米技術主要包括：納米粒子的測量、加工、制備、組裝技術；納米材料；納米生物學技術；納米物理學；納米化學等[3]。納米物理學和納米化學是納米技術的技術支撐，只有這兩項技術取得發展，其他相關產業才能進步。納米電子學是納米技術最重要的內容，也是我們研究的主要內容。目前，研制出的納米產品涉及人們衣食住行的各個方面：納米防輻射服——可以有效地幫助人們減少來自電子產品和太陽的輻射；納米炊具——具有良好的導電性和殺菌作用,對人體無毒無害；納米涂料——這樣的涂料顆粒細膩，美觀，耐用，刷出來對人體傷害也小；納米技術制造的器件性能優異，可延長發動機的使用壽命和提高工作效率；還有納米機器人、納米衛星、納米人造器官等。未來，納米技術的發展一定會影響人類的生產生活方式。在納米技術的發展歷程中，世界各國的許多科學家作出了杰出的貢獻。納米技術的概念最早由加州理工大學的費曼教授在1959年提出的，這一概念在1990年由IBM公司的科學家做出了證明。他們對單個原子進行重新排列，使得納米技術突飛猛進。納米材料的制備主要存在三個問題：材料結構的尺寸是否達到納米級、材料純度是否足夠高、所得材料的成份是否合理。一旦這三個問題被解決，就會使得納米材料的制備技術突飛猛進，產生大量的嶄新器件。納米技術是一種高新技術，應用前景廣闊，屬于朝陽產業，人們的研究主要集中在基礎的理論研究和實際應用兩個方面。納米技術經濟效益巨大，各國都爭相開發研究，我國也不例外。我國曾召開納米科技發展戰略研討大會，制訂了一系列的的扶持政策及法律，極大地推動了我國納米技術的發展。因此，我國的納米技術與世界同步。納米（nm），一種長度單位，1 nm=109 m的長度。形象的說，是一個頭發徑向的五萬分之一，每根直徑約為1 nm。納米技術，從微觀上來說， nm范圍內，研究原子、分子和電子內部運動規律和特性的一項嶄新技術[3]。利用這些納米尺度范圍內的若干個原子、分子，對其進行加工，制造成器件設備[4]。但是，對納米材料進行簡單的加工并不能稱之為納米技術，因為它沒有表現出任何新的結構和性能。納米技術是通過特定的技術，對納米材料的分子、原子進行特定的排列或加工重組，使之產生新的特性和功能，這樣的技術可以稱之為納米技術。納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。1993年，國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。其中，納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎，而納米電子學是納米技術最重要的內容。納米技術與傳統的微電子技術不同，納米技術利用電子的波動性，研究的是單個的分子、原子，通過對他們的控制來實現設備的特定功能[5]；微電子技術利用電子的粒子性，主要通過控制電子群來實現其功能[6]。兩者有著本質的區別。納米材料()是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍或由他們作為基本單元構成的材料[7]。納米材料主要以下幾個性質：① 表面效應又稱界面效應，是指納米晶體微粒表面原子數與總原子數之比

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