《不同形貌納米LaFeO3的可控制備及氣敏性能研究》是依託濟南大學，由宋鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：不同形貌納米LaFeO3的可控制備及氣敏性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋鵬
- 依託單位：濟南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於申請者近年來對鈣鈦礦型氣敏材料研究的工作基礎，提出以LaFeO3基氣敏材料為研究對象，可控合成一系列不同形貌、結構的納米LaFeO3材料，考查反應條件對產物形貌的影響，探討不同形貌的納米LaFeO3材料的生長機理，闡明材料結構調控對氣敏性能的增強作用。重點研究為：將LaFeO3納米顆粒在多種硬質模板的導向作用下組裝成一系列多孔或中空結構，避免堆積團聚，以實現各個顆粒的有效利用，通過增大比表面積，提高對氣體的靈敏度；通過構築多孔結構，在多個尺度獨立控制LaFeO3氣敏材料各個孔道的結構、孔徑尺寸、孔道長度，增強其輸運特性，用以縮短對氣體的回響-恢復時間，提高對不通氣體的吸附選擇性。本項目旨在揭示不同形貌、結構LaFeO3氣敏材料的生長機理、納米結構與氣敏性能之間的內在聯繫，提供新型高性能氣敏材料的實驗數據和理論支持，為實現高效感測器的創製，解決我國的環境問題做出貢獻。
結題摘要
氣體感測器可用於監測有毒有害氣體，在現代工業及日常生活中得到廣泛套用。金屬氧化物半導體氣敏材料由於其低耗、回響快、壽命長等優點，日益引起人們的重視，得到廣泛的套用。目前，金屬氧化物半導體氣敏材料主要以n型半導體為主，如氧化錫和氧化鋅等，而對p型金屬氧化物半導體氣敏材料的研究則相對較少。鐵酸鑭（LaFeO3）是一種典型的鈣鈦礦結構複合金屬氧化物，在催化、固體氧化物電池電極及巨磁電阻等領域得到廣泛套用。此外，LaFeO3是一種以空穴為多數載流子的金屬氧化物半導體材料, 其氣敏性能不僅可以通過改變A、B位的元素來控制，還可以通過的對A、B位元素的摻雜來控制，使其在氣敏材料研究領域中占有重要地位並具有良好的發展前景。但是，對鐵酸鑭納米氣敏材料的研究主要集中在納米顆粒和薄膜領域，由於其低比表面積，限制了在氣體感測器方面的套用。因此，可控合成一系列多孔或空心結構的高純及高比表面積的鐵酸鑭納米材料，以提高其氣敏性能，將是一份十分必要的研究工作。 本項目基於申請者對鈣鈦礦型氣敏材料研究的工作基礎，以LaFeO3基材料為研究對象，可控合成了一系列不同形貌與結構的鐵酸鑭納米材料，如以溶膠-凝膠法製備LaFeO3納米粉體，水熱法製備LaFeO3三維塊體和多孔微球，以SBA-15為模板製備具有介孔結構的LaFeO3，以碳微球為模板製備LaFeO3空心球，利用膠晶模板製備三維有序大孔結構的LaFeO3材料，以生物模板製備具有多孔結構的LaFeO3材料，利用XRD、FESEM、TEM和氮氣吸脫附測試等對其結構進行了表征，對其生長機理進行了探討，並對其氣敏性能進行測試與分析。在本項目的的資助下所取得主要成果如下：發表SCI收錄論文14篇，其中第一作者或通訊作者10篇（影響因子3.0以上的4篇，影響因子2.0以上9篇）；授權發明專利4項，申請發明專利6項。
