基於甲醛氣敏性能提升的LaFeO3的改性研究

《基於甲醛氣敏性能提升的LaFeO3的改性研究》是張瑾為項目負責人，雲南大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於甲醛氣敏性能提升的LaFeO3的改性研究
• 項目類別 ：青年科學基金項目
• 項目負責人：張瑾
• 依託單位 ：雲南大學

項目摘要

甲醛是一種對人體健康有很大危害的有毒氣體，是室內空氣污染的主要來源，因此對甲醛及時準確地檢測顯得非常重要，其中最為簡單快速的方法就是氣敏感測器法。目前甲醛氣敏感測器在性能、結構、實用性及成本等方面存在諸多不足。本項目擬採用微波輔助溶膠-凝膠法，以LaFeO3為基底材料，開展金屬離子摻雜改性LaFeO3材料的控制合成、表征及性能研究，揭示金屬離子摻雜影響LaFeO3甲醛氣敏性能的機制。在此基礎上，通過分子印跡技術，進一步開展提高金屬離子摻雜改性LaFeO3對甲醛氣敏性能的研究，為在低於100℃的工作溫度下具有高靈敏度、高選擇性且結構簡單、成本低廉的新型室內甲醛氣敏感測器奠定基礎。

結題摘要

具有鈣鈦礦結構的稀土複合氧化物LaFeO3因其結構可控、熱穩定性好、比單一氧化物具有更好的選擇性而成為氣敏材料研究的熱點。本項目以LaFeO3為基底材料，圍繞其對室內有毒有害甲醛氣體的氣敏性能提升開展改性研究工作。採用微波輔助溶膠—凝膠法，在不同條件下製備得到Ag-LaFeO3粉體，研究了不同原料配比、pH值、製備溫度、微波加熱條件及熱處理工藝等對粉體的形貌、結構等的影響，獲得了最佳化的製備Ag-LaFeO3粉體的工藝技術，以SWCNTs為摻雜改性組分，通過原位摻雜及複合兩種方式製備了SWCNTs-Ag- LaFeO3粉體樣品，研究不同摻雜方式、SWCNTs摻雜量、熱處理工藝等對樣品的結構、形貌等的影響，獲得了最佳化的製備SWCNTs-Ag-LaFeO3粉體的工藝技術，在此基礎上，進一步採用分子印跡技術，以 HCHO作為模板分子，選取對甲醛具有良好氣敏性能的Ag-LaFeO3溶膠作為交聯劑，製備Ag-LaFeO3分子印跡聚合物（MIPs），得出最佳化的分子印跡的控制工藝技術，將所製備的Ag-LaFeO3粉體、SWCNTs-Ag-LaFeO3粉體及MIPs粉體分別製成旁熱式氣敏元件，研究了其對甲醛的氣敏特性（包括靈敏度、最佳工作溫度、選擇性以及連續監測性等），研究結果表明：經過Ag離子摻雜、SWCNTs複合及分子印跡技術的套用能有效的提升LaFeO3材料對甲醛氣體的氣敏性能，改性的LaFeO3材料對甲醛氣體的檢測限均在1ppm以下，工作溫度均下降到100℃以下，且具有良好的選擇性。已在國內外期刊及學術會議上發表相關研究論文11篇，其中期刊論文9篇（SCI收錄8篇，EI收錄1篇），會議論文2篇。培養研究生5名，完成預期的研究任務及研究目標。本項目研究成果將為低濃度甲醛氣體的快速檢測、實用化提供科學依據，具有重要的科學意義。