MoO3-x纳米带的气敏性能及机理研究任务书

 2021-11-21 16:22:32

1. 毕业设计(论文)主要内容:

氢气在化工、冶金、医疗等领域均有广泛应用,且是21世纪重要的新型绿色能源,但氢气的易燃易爆使其在生产、存储、运输和使用过程中存在安全隐患,需要进行实时检测。MoO3是典型的n型过渡金属氧化物,当遇到氢气时易对其产生吸附并夺取氢气中的电子,从而造成电阻变化。MoO3纳米带结构可形成具有孔隙的三维网络,有助于气体在整个敏感膜内部快速扩散,提高材料的响应值及响应/恢复速度,因此是良好的氢气检测材料。但是,MoO3纳米带的氢气检测温度普遍较高,不利于进一步实用化推广。通过氧缺陷调节可使表面产生空d轨道,促进对外来电子的吸收并提高表面吸附氧浓度,从而有望提高MoO3纳米带的低温氢敏性能。

本课题将采用水热法制备MoO3纳米带,并对其还原制得含有不同氧缺陷浓度的MoO3-x纳米带材料,对其物相、尺寸、缺陷等信息进行表征与分析并测试其对氢气的气敏性能,研究其微观结构与氢敏性能之间的关系,并探索其氢敏机理。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

主要任务:

1、文献调研,全面掌握MoO3气敏材料的研究现状,重点了解不同MoO3气敏材料目前存在问题与解决方法。

2、利用XRD、FESEM、TEM、BET、Raman、EPR、XPS等测试手段对MoO3-x纳米带的物相、形貌、尺寸和缺陷等微观结构进行表征,分析制备工艺参数对材料微观结构的影响。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第4-6周:整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法;撰写开题报告,开题答辩;

第7-9周:按照设计方案,制备MoO3-x纳米带,并其进行微观结构表征,探究反应时间、反应温度、载气浓度等工艺参数对MoO3-x纳米带缺陷浓度、物相等微观结构的影响;

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4. 主要参考文献

[1] Yang Z, Dou X C. Emerging and future possible strategies forenhancing 1D inorganic nanomaterials-based electrical sensors towardsexplosives vapors detection. Advanced FuntionalMaterials, 2016, 26(15):2406-2425.

[2] Shafiei M, Yu J, Breedon M, et al. Hydrogen gas sensors based onthermally evaporated nanostructured MoO3 schottky diode: Acomparative study. 2011 IEEE, 2011, 2011: 12491261.

[3] Luo X T, You K K, Hu Y M, et al. Rapid hydrogen sensing responseand aging of α-MoO3 nanowires paper sensor. International Journal of Hydrogen Energy, 2017, 42: 8399-8405.

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