CoTiO3-TiO2有序纳米晶薄膜的制备及其敏感性研究

CoTiO3-TiO2有序纳米晶薄膜的制备及其敏感性研究CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜的制备及其敏感性研究

摘要：

CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜是一种新型的敏感材料，具有广泛的应用前景。本研究基于溶胶-凝胶方法制备了CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜，并研究了其敏感性能。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDX）对样品的结构和形貌进行了表征。结果表明，制备得到的CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜具有良好的结晶性能和表面形貌。同时，利用气体敏感性测试系统对CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜进行了气体敏感性能测试。实验结果表明，CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜对NH3和CO2气体具有很高的敏感性，且呈现出良好的响应和恢复性能。因此，CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜具有潜在的应用于气体传感器领域的可能。

关键词：CoTiO3/TiO2薄膜；有序纳米晶；制备；敏感性能

1.引言

CoTiO3和TiO2是一类重要的功能材料，具有广泛的应用潜力。CoTiO3具有良好的电学、磁学和光学性质，常用于陶瓷和储能器件等领域。而TiO2则具有优异的光催化、气敏等性能，广泛应用于环境保护和能源领域。将CoTiO3和TiO2结合，制备成有序纳米晶薄膜，可以充分发挥两者的优点，实现新材料的性能协同增强和拓展。因此，本研究旨在制备CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜，并研究其敏感性能。

2.实验方法

2.1材料制备

采用溶胶-凝胶方法制备CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜。先将适量的氧化钛颗粒和适量Co(NO3)2溶解在乙二醇中，得到均匀的溶液。随后，在该溶液中加入一定量乙酸，搅拌混合。然后将混合溶液倒入基片上，通过旋涂使溶液均匀铺展在基片上。最后，将样品在恒温烘箱中煅烧，得到CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜。

2.2表征方法

通过X射线衍射（XRD）对样品的晶体结构进行表征；通过扫描电镜（SEM）对样品的表面形貌进行观察；通过能量色散X射线光谱（EDX）对样品的元素成分进行检测。

2.3敏感性能测试

利用气体敏感性测试系统对CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜进行气体敏感性能测试。设定不同浓度的NH3和CO2气体作为测试样气，监测样品对气体的响应情况，并记录响应时间和恢复时间。

3.结果与讨论

从XRD衍射图谱可以看出，制备得到的CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜具有良好的结晶性能。SEM观察结果显示，样品表面均匀覆盖了纳米晶颗粒，形成了有序排列的结构。EDX结果验证了样品中含有Co、Ti、O三种元素。

气体敏感性能测试结果显示，CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜对NH3和CO2气体具有很高的敏感性。当浓度为X的NH3气体与样品接触时，样品表现出明显的响应，其响应时间为X秒，而恢复时间为X秒。同样，当浓度为X的CO2气体与样品接触时，样品也呈现出快速且可靠的响应和恢复性能。这表明CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜可以作为有效的气体传感器材料。

4.结论

本研究成功制备了CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜，并对其敏感性能进行了研究。实验结果表明，CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜具有良好的结晶性能和表面形貌；同时，对NH3和CO2气体具有很高的敏感性，呈现良好的响应和恢复性能。这些结果表明CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜具有潜在的应用于气体传感器领域的可能。未来的研究可以进一步优化制备工艺，提高样品的敏感性能，并探索其在其他领域的应用潜力本研究成功制备了CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜，并对其敏感性能进行了研究。实验结果表明，CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜具有良好的结晶性能和表面形貌，并且对NH3和CO2气体具有很高的敏感性，呈现良好的响应和