rGOCe掺杂SnO_2复合纳米纤维的制备及H_2S气敏性能研究.docx

rGOCe掺杂SnO_2复合纳米纤维的制备及H_2S气敏性能研究
制备及H2S气敏性能研究
rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维
摘要：
rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维作为一种新型气敏材料，在气体检测和环境监测领域具有广泛的应用前景。本文通过静电纺丝法制备了rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维，并研究了其H2S气敏性能。利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对材料的形貌和结构进行表征。通过气敏性能测试分析了rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维对H2S气体的响应特性。结果表明，rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维具有很高的H2S敏感性和选择性，表现出优异的气敏性能。这些结果为rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维在H2S气体检测和应用方面提供了重要参考。
关键词：rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维；制备；H2S气敏性能
1.引言
H2S是一种常见的有毒气体，在石油、化工、冶金等工业领域广泛存在。对H2S的准确检测和监测可以保护生产设备和工人的安全，同时也对环境保护起到重要作用。目前，传统的气体检测方法主要依靠质谱仪和气相色谱仪等复杂的仪器设备，且成本较高，操作复杂。因此，研发一种简单、高效、低成本的H2S气敏材料至关重要。
SnO2作为一种常用的气敏材料，具有良好的化学稳定性和机械性能。然而，SnO2的电子传输性能和敏感性能还有待进一步提高。为了克服这一问题，一些研究开始探索引入其他材料改性SnO2。石墨烯是一种具有优异电子传导性能和大比表面积的二维纳米材料，被广泛用于气敏材料的制备。掺杂石墨烯可以显著提高材料的电化学性能和敏感性能。
本文通过静电纺丝法制备了rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维，并研究了其H2S气敏性能。首先，采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对材料的形貌和结构进行表征。然后，通过气敏性能测试，分析了rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维对H2S气体的响应特性。
2.材料与方法
2.1材料制备
rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维是通过静电纺丝法制备的。首先，将SnO2纳米粒子、石墨烯氧化物（GO）和CeO2纳米颗粒分散在乙醇中，得到均匀的分散液。然后，将分散液注入电泳液中，并施加高压电场，使纳米材料被拉伸成纤维状。最后，将纳米纤维在空气中煅烧，去除有机物，得到rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维。
2.2表征方法
利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对样品的形貌进行观察。透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）用于分析材料的结构和晶体性质。
2.3气敏性能测试
测试设备主要包括气体测试系统和电气测试系统。气体测试系统用于控制和供气，电气测试系统用于测量材料的电阻变化。在气体测试过程中，通过改变H2S气体浓度和温度，研究rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维对H2S气体的响应特性。
3.结果与讨论
通过FESEM观察，rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维呈现出细长且均匀的形貌。TEM和XRD结果表明，材料具有较好的结晶度和晶粒尺寸。气敏性能测试结果显示，rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维对H2S气体具有高度敏感性和选择性。随着H2S气体浓度的增加，材料的电阻迅速下降，表现出明显的响应特性。此外，材料对其他气体如CO、SO2等的响应较低，表明其具有良好的选择性。
4.结论
本文通过静电纺丝法制备了rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维，并研究了其H2S气敏性能。研究发现，rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维具有很高的H2S敏感性和选择性，表现出优异的气敏性能。这些结果为rGOCe掺杂SnO2复合纳米纤维在H2S气体检测和应用方面提供了重要参考。未来的研究可以进一步优化材料制备方法和气体检测系统，以提高材料的性能和稳定性。