Cu<'2+>掺杂α-Fe<,2>O<,3>纳米粉体的制备及常温气敏性能研究

摘要

采用分析纯FeCl<,3>·6H<,2>O和NH<,3>·H<,2>O为主要原料,控制不同Cu<'2+/Fe<'3+>摩尔比,采用均匀共沉淀法制备了Cu2'掺杂。Cu<'2+>掺杂α-Fe<,2>O<,3>纳米粉体,并以氧化铝陶瓷为基片利用厚膜工艺制得气敏元件。通过XRD、IR对样品的结构、活性等分析发现,Cu<'2+>以类质同像的方式代替了α-Fe<,2>O<,3>晶格中的Fe<'3+>,导致α-Fe<,2>O<,3>晶胞参数发生变化,进而提高了粉体活性及半导体性能。对元件的气敏性能测试及敏感机理研究表明,常温下元件对H<,2>、CH<,4>有一定的气敏效应,元件灵敏度与气体浓度之间具有较好的线性关系,Cu<'2+>的引入提高了α-Fe<,2>O<,3>的灵敏度。实验得到了制备Cu<'2+>掺杂α-Fe<,2>O<,3>气敏材料的最佳Cu<'2+>/Fe<'3+>。