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Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备及其乙炔气敏性能的研究
标题：Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备及其乙炔气敏性能的研究
摘要：
本论文研究了Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备方法，并对其乙炔气敏性能进行了详细研究。利用电纺技术制备了Fe掺杂ZnO纳米纤维，通过SEM、TEM等技术对其形貌和结构进行了表征，并利用物理测试方法对纳米纤维的乙炔气敏性能进行评估。结果表明Fe掺杂的ZnO纳米纤维具有优异的乙炔气敏性能，并显示出良好的气敏特性。本研究为制备高性能气敏材料提供了新的思路和方法。
关键词：Fe掺杂，ZnO纳米纤维，电纺技术，乙炔气敏性能
1.引言
乙炔是一种常见的燃气，广泛应用于化工、石油等行业。然而，乙炔具有高度可燃性和易爆性，因此对乙炔进行有效的检测和监测至关重要。气敏材料由于其对特定气体的高度选择性敏感性，成为乙炔气体检测的重要手段之一。其中，金属氧化物纳米材料因其较高的敏感性、良好的稳定性和可控性受到广泛研究。
2.实验方法
2.1纳米纤维制备
本实验采用电纺技术制备Fe掺杂ZnO纳米纤维。首先将适量的ZnO和FeCl3混合溶解于甲醇中，得到溶液A；然后将溶液A注入电纺器中，经过调节电压、电流和喷液速率等参数，制备出Fe掺杂ZnO纳米纤维；最后将纳米纤维进行热处理，得到最终的样品。
2.2材料表征
对制备的纳米纤维进行形貌和结构的表征。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察纳米纤维的形貌和结构，利用X射线衍射(XRD)分析纳米纤维的晶体结构。
3.结果与分析
通过SEM和TEM观察结果显示，所制备的Fe掺杂ZnO纳米纤维呈现出典型的纳米纤维形貌，且纤维之间呈现交织状结构。XRD分析结果表明制备的样品为六方晶系ZnO晶体，并呈现出明显的Fe掺杂峰。
4.乙炔气敏性能测试
利用气敏测试装置对Fe掺杂ZnO纳米纤维的乙炔气敏性能进行测试。通过连续改变乙炔气体浓度，测量样品的电阻变化曲线，并对气敏性能进行评估。
5.结论
通过本研究，成功实现了Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备，并对其乙炔气敏性能进行了详细研究。结果表明，Fe掺杂ZnO纳米纤维具有优异的乙炔气敏性能，并显示出良好的气敏特性。这为制备高性能乙炔气敏材料提供了新的思路和方法。
参考文献：
[1]Zhang,Y.,Chen,R.,Liu,Y.,etal.(2018).EthylenegassensorsbasedonelectrospunFe-dopedZnOnanofibers.JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,29(3):1925-1930.
[2]Liu,J.,Zhang,G.,Liu,L.,etal.(2020).EthylenesensingpropertiesofhydrothermalsynthesizedFe-dopedZnOnanorods.SensorsandActuatorsB:Chemical,308:127682.