研究目的
采用超声辅助湿化学法合成ZnO及ZnO-ZrO2复合纳米颗粒，并研究其结构、光学及湿度传感性能。
研究成果
成功合成了ZnO和ZnO-ZrO2复合纳米颗粒，其相纯度和结构变化均得到确认。该复合材料表现出光学性能改变及增强的湿度传感性能，其中具有最佳ZrO2浓度的样品P3展现出高灵敏度与快速的响应/恢复时间，适用于湿度传感器应用。
研究不足
该研究可能在合成方法的可扩展性、纳米粒子尺寸和形貌的潜在差异性，以及湿度传感所采用的特定环境条件（如室温）方面存在局限性，这些条件可能无法涵盖所有实际应用场景。若要实现工业化规模生产并适用于更广泛的湿度范围，可能需要进行优化。
1：实验设计与方法选择：
研究采用超声辅助湿化学法合成，并通过退火减少缺陷。表征技术包括XRD、SEM、紫外-可见光谱和EDS。湿度传感通过电阻测量进行。
2：样品选择与数据来源：
样品包括纯ZnO（P1）和不同ZrO2浓度的ZnO-ZrO2复合材料（P2、P3、P4）。前驱体为分析级化学品，溶剂为双蒸水。
3：PP4）。前驱体为分析级化学品，溶剂为双蒸水。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：超声浴槽（MT 2150 x 135 x 100 mm，容量2升，60瓦，约35千赫）、BRUKER D8 ADVANCE X射线衍射仪、JEOL JSM-6400扫描电镜、JASCO V-770ST紫外/可见/近红外分光光度计、KEITHLEY 2000万用表、湿度计（MEXTECH，型号M288CTHW）、液压机、红外灯及化学品如ZnSO4·5H2O、NaOH、ZrO2。
4：2O、NaOH、ZrO2。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：合成过程包括在55°C超声条件下向ZnSO4溶液中逐滴加入NaOH，离心，红外灯下干燥，400°C退火。通过添加ZrO2制备复合材料。表征包括XRD测结构、SEM测形貌、UV-Vis测光学性质、EDS测元素分析，湿度传感通过测量电阻随相对湿度的变化进行。
5：数据分析方法：
XRD数据采用Williamson-Hall法分析晶粒尺寸和应变。光学带隙由紫外-可见光谱确定。灵敏度计算为(RD - RRH)/RD * 100%，响应和恢复时间从电阻-时间曲线测量。
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X-ray Diffractometer
D8 ADVANCE
BRUKER
Used for X-ray diffraction analysis to confirm phase formation and structure of the nanoparticles.
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Scanning Electron Microscope
JSM-6400
JEOL
Used for obtaining SEM images to analyze surface morphology of the nanoparticles.
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UV/VIS/NIR Spectrophotometer
V-770ST
JASCO
Used for recording optical absorption spectra in the wavelength range of 200 to 800 nm.
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Multimeter
2000
KEITHLEY
Used to measure resistance of samples for humidity sensing characterization.
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Ultrasonic Bath
MT 2150 x 135 x 100 mm
Used for ultrasonication during the synthesis of nanoparticles to assist in the chemical reaction and modify properties.
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Humidity Meter
M288CTHW
MEXTECH
Used to measure and control relative humidity during sensing experiments.
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Hydraulic Press
Used to press samples into cylindrical pellets for humidity sensing measurements.
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IR Lamp
Used for drying the synthesized nanoparticles under infrared illumination.
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