【摘 要】
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本论文在无模板剂、无表面活性剂情况下,采用一步水热法合成SnO2掺杂NaNbO3及硅藻土（简称为DE）,制得嵌入型纳米复合材料,该材料具有复合混装型结构（纳米针、纳米块和纳米颗粒）的特征。对所制备的粉体试样进行X射线衍射（XRD）、能谱分析（EDX）、场粒子发射扫描电子显微镜观测（FESEM）和BET比表面积测试等物性结构表征。结果表明,水热时间、水热温度、碱度环境及复合试样配比对试样微观形貌、晶
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本论文在无模板剂、无表面活性剂情况下,采用一步水热法合成SnO2掺杂NaNbO3及硅藻土（简称为DE）,制得嵌入型纳米复合材料,该材料具有复合混装型结构（纳米针、纳米块和纳米颗粒）的特征。对所制备的粉体试样进行X射线衍射（XRD）、能谱分析（EDX）、场粒子发射扫描电子显微镜观测（FESEM）和BET比表面积测试等物性结构表征。结果表明,水热时间、水热温度、碱度环境及复合试样配比对试样微观形貌、晶体结晶度均有影响。我们根据基体材料微观形貌的特点提出嵌入式纳米复合材料的制备思路,并通过调节实验参数,结合性能测试,实现性能与实验参数的双优化。具体结果如下:1)通过水热法制备出类海胆状SnO2/NaNbO3纳米复合材料,并对试样中Sn/Nb比对其湿敏性能的影响进行深入探究。当最优配比Sn/Nb=1:0.4时,湿度传感器表现出良好的的湿敏性能,包括在多种气体选择中对湿度具有良好的选择性,如高灵敏度S=|ZRH11|/|ZRH95|=4823.8,(|ZRH11|和|ZRH95|分别表示传感器在11%和95%相对湿度时的阻抗值),快速的响应、回复时间（在11%和95%相对湿度下,响应恢复时间为3/9 s）。通过分子动力学理论模拟,结合尼奎斯特图对其合成及湿敏机理进行了深入分析。该类海胆状SnO2/NaNbO3纳米复合材料在湿度传感领域显示出颇具潜力的应用前景。2)通过水热法制备SnO2/硅藻土纳米复合材料,将SnO2纳米颗粒嵌入硅藻土孔洞中,以增大比表面积,并借助SnO2对湿度的敏感性和硅藻土的吸湿性制得兼具快速湿敏及调湿性能的纳米复合材料。最优配比试样具有快速响应回复时间（3/8 s）,11.88倍于硅藻土的湿度灵敏度（S=35.64）及良好的吸湿（27 h,12.04%）和脱湿（6 h,8.56%）性能。论文中采用分子动力学模拟及Grotthuss质子传输理论对湿敏电导机制进行解释,并根据尼奎斯特图设计等效电路图,对试样在不同湿度环境下的湿敏过程进行探究。本研究为一种快速湿度传感及湿度调节材料的设计提供了一种新颖的方案,为传感技术在室温环境湿度控制中的应用提供了更深层次的理解。
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