1. 研究目的与意义
1.1背景:现有氢气传感器按工作原理可分为金属氧化物电阻型、电化学型、催化燃烧型、光学型等不同类别。其中,光学氢气传感器性能最为稳定,且选择性较好,有望获得广泛使用。但是光学氢气传感器面临着响应时间长、灵敏度低等问题,其性能需要提高。
1.2目的:WO3基光学氢气传感器的敏感性能与WO3薄膜的微结构息息相关。但是目前对WO3薄膜微结构与其氢敏性能的关联缺乏全面研究。本文拟采用磁控溅射方法制备WO3薄膜,并在其表面沉积Pd纳米颗粒作为催化剂,系统研究制备条件对WO3薄膜微结构的影响,以及薄膜微结构对其光学氢敏性能的影响。
1.3意义:光学氢气传感器具有选择性好、稳定性好等优势。WO3与氢气反应时具有变色效应,是常用的光学氢气传感器的敏感材料。与此同时,磁控溅射方法可以有效地调制薄膜的微结构,且广泛应用于薄膜制造业。因此本论文的研究不仅对发展WO3基光学氢气传感器具有重要意义,而且有望发展出实用的氢气传感器,从而为氢能源的推广保驾护航。
2. 研究内容和预期目标
2.1主要研究内容:
本论文拟采用磁控溅射技术制备wo3薄膜。用原子力显微镜、棱镜耦合仪、x射线衍射仪、拉曼光谱仪、表面台阶仪等仪器表征wo3薄膜的微结构。系统研究沉积条件对wo3薄膜的微结构的影响,并测试薄膜在pd的催化下对氢气的光学敏感性能。
2.2预期目标:
3. 研究的方法与步骤
3.1研究方法:
采用磁控溅射技术制备wo3薄膜。用原子力显微镜、棱镜耦合仪、x射线衍射仪、拉曼光谱仪、表面台阶仪等仪器表征wo3薄膜的微结构。系统研究沉积条件对wo3薄膜的微结构的影响,并测试薄膜在pd的催化下对氢气的光学敏感性能。
3.2研究步骤:
4. 参考文献
1. e. washizu, a. yamamoto, y. abe, m. kawamura, k. sasaki, solid state ionics 2003, 165: 175.
2. m.h. yaacob, m. breedon, k. kalantar-zadeh, w. wlodarski, sens. actuators b: chem. 2009, 137: 115.
3. s.j. ippolito, s. kandasamy, k. kalantar-zadeh, w. wlodarski, sens. actuators b: chem. 2005, 108: 553.
5. 计划与进度安排
第七学期
411周:毕业论文命题,对本学院教师提出命题要求,布置任务,教师命题
1213周:毕业论文命题,申报、审题,指导教师填写毕业论文题目申报表,经系部和学院审核,然后进入教务系统进行毕业论文题目申报。
