研究目的
研究具有纳米棒形貌的氧化锌薄膜的微观结构和光学特性及其作为液化石油气传感材料的性能。
研究成果
基于合成纳米棒的氧化锌薄膜展现出优异的微观结构和光学特性，在250°C和800ppm浓度下对液化石油气(LPG)具有高灵敏度(92.7%)，并具备快速响应与恢复特性。这证明其作为高效气体传感材料的潜力，对工业安全应用具有重要意义。未来工作可着重提升其在不同条件下的选择性和稳定性。
研究不足
该研究采用自制气体传感器装置，与商用传感器相比可能缺乏标准化。传感测试在特定环境条件（27°C，40%湿度）下进行，不同条件下结果可能存在差异。合成过程包含多个步骤，这些步骤在可扩展性和成本效益方面仍有优化空间。
1：实验设计与方法选择：
采用溶胶-凝胶旋涂与溶剂热法两步合成工艺制备具有纳米棒形貌的ZnO薄膜。通过优化金属前驱体、溶剂、稳定剂、结构导向剂、干燥-涂覆循环及后热退火等参数，确保薄膜均匀性与质量。
2：样品选择与数据来源：
以石英玻璃为沉积衬底，所用材料包括醋酸锌二水合物、硝酸锌六水合物、单乙醇胺、六亚甲基四胺、氢氧化钠、乙醇及液化石油气（LPG）。
3：实验设备与材料清单：
场发射扫描电子显微镜（FESEM，日立S-4160）、X射线衍射仪（飞利浦Xpert MPD）、紫外-可见分光光度计（+T80，PG仪器）、拉曼光谱仪（尼高力Almega XR，赛默飞世尔）、光致发光光谱仪（Avaspec 2048 TEC，埃万斯公司）、自制气体传感器装置、数字流量控制器、数字万用表、电加热管式炉、聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜、加热板、超声波清洗器。
4：0）、X射线衍射仪（飞利浦Xpert MPD）、紫外-可见分光光度计（+T80，PG仪器）、拉曼光谱仪（尼高力Almega XR，赛默飞世尔）、光致发光光谱仪（Avaspec 2048 TEC，埃万斯公司）、自制气体传感器装置、数字流量控制器、数字万用表、电加热管式炉、聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜、加热板、超声波清洗器。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：对衬底进行超声清洗，通过前驱体溶液进行溶胶-凝胶旋涂并依次干燥退火，随后开展纳米棒溶剂热生长及二次退火。表征手段包括FESEM、XRD、EDX、紫外-可见、拉曼及光致发光测试，气体传感性能测试在不同温度与LPG浓度下测量电阻变化。
5：数据分析方法：
采用德拜-谢乐公式计算晶粒尺寸，传感器灵敏度按(Ra-Rg)/Ra×100公式计算，LPG浓度基于体积比确定。系统分析材料的形貌、结构、光学及传感特性数据。
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Field Emission Scanning Electron Microscope
S-4160
Hitachi
Evaluating size distribution and morphology of synthesized thin films
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Raman Spectrometer
Almega XR
Thermo Scientific
Conducting laser Raman microspectroscopy
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Photoluminescence Spectrometer
Avaspec 2048 TEC
Avantes
Performing photoluminescence measurements
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X-ray Diffractometer
Xpert MPD
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Obtaining XRD patterns for crystal lattice analysis
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+T80
PG Instruments
Studying absorbance spectrum of thin films
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Digital Flow Controller
Accurate reading of gas amount introduced
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Digital Multimeter
Measuring electrical resistance
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Te?on-lined Stainless-steel Autoclave
Heating coated substrates to remove solvent and residues
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