二氧化钛纳米阵列的制备与氢敏研究.docx
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二氧化钛纳米阵列的制备与氢敏研究
材料合成工艺设计
设计题目：
二氧化钛纳米阵列的制备与氢敏研究
学生姓名：
李崴
学号：
２００８０４０３Ｂ０１３
指导教师：
陈永
完成日期：
２０１１年５月２０日
设计任务书：
本设计方案是通过阳极氧化法制备二氧化钛纳米阵列。
二氧化钛纳米阵列的制备现在有很多种方法，阳极氧化法是一种常用而且设备简单，形貌易控的制备方法。
本课题的主要目的和任务如下：
（一）研究二氧化钛纳米阵列制备及氢敏影响因素，通过阳极氧化法制备二氧化钛纳米阵列，分析阳极氧化法制备纳米二氧化钛纳米阵列的影响因素及二氧化钛纳米管氢敏的影响因素。
（二）掌握目前阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列的基本原理和氢敏机理。
（三）了解阳极氧化制备二氧化钛纳米阵列和氢敏的影响因素。
目录
目录1
摘要2
0引言2
1原理3
1．1二氧化钛纳米管阵列形成机理3
1．2TiO2纳米管氢敏机理4
1．3工艺流程6
2二氧化钛纳米阵列的制备7
2．1试剂及仪器7
2．2实验步骤7
2．2．1实验溶液的配制7
2．2．2阳极试样的预处理8
2．2．3阳极氧化8
2．2．4热处理9
2．3TiO2纳米管阵列的表征9
2．4结果分析9
3二氧化钛纳米管阵列氢敏性研究15
3．1气敏传感器结构简介15
3．2TiO2纳米管的氢敏性能测试系统15
3．3氢敏影响因素16
4展望20
参考文献20
二氧化钛纳米阵列的制备与氢敏研究
摘要：
二氧化钛纳米阵列作为一种纳米尺寸功能材料，具有优良的结构与性能，本文采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列，并对其形成机理及影响因素进行了系统分析，同时进一步检测了其氢敏性能，系统分析了二氧化钛纳米管氢敏的影响因素，最后对二氧化钛纳米阵列的发展前景进行了展望。
关键词：
二氧化钛纳米阵列阳极氧化氢敏
0引言
纳米尺寸功能材料如纳米线、纳米杆、纳米纤维和纳米管等，由于其独特的结构与优异的性能，受到广泛的关注。
二氧化钛（TiO2）纳米管阵列由于具有良好的光电、光敏、气敏、压敏等特性，适用于多个领域，已成为国内外竞相研究的热点[1-4]，在光电催化降方面，TiO2纳米管阵列对五氯苯酚降解速率是同样条件下TiO2粉末的1.86倍，TOC去除率则高出20％[5]。
在光伏电池方面，用丝网印刷将TiO2纳米管印制成光电极，以N719为染料，与涂铂FTO导电玻璃组成染料敏化太阳能电池，电池短路电流为0.48mA，断路电压为0.35V，光电转换效率为0.07%，填充因子为0.43[6]。
同时，以该材料为模板合成出其它纳米材料，如钛酸钡与钛酸锶钡纳米管等[7,8]，具有新颖的物化特性。
在光电催化分解水制氢方面，由这种材料制备的光电池产氢效率高达80ml／hW，与纳米TiO2粉末相比，产氢效率大幅度提高[9]。
在氢敏方面，关于常温下操作的氢气传感器仅在为数不多的文献中有报道[10]，而经修饰后的二氧化钛纳米管阵列在室温下其氢敏活性高达到107，是目前有报道最高的氢敏活性材料之一[11]，二氧化钛纳米管阵列氢气传感器可用于监测空气中的氢气污染[12]，还可以定量检测ppm~ppb级的氢气浓度,其电阻变化值可以作为医学信号来确诊乳糖不耐症[3,13]、果糖吸收不良症[14]或者来检测微生物[15]和细菌[16]的生长活性。
通过在以锐钛矿和金红石型的混晶型二氧化钛纳米管（内径22nm，壁厚13.5nm，长400nm）上电镀一层10nm厚的不连续钯层可实现传感器的自动清洁除尘功能[17]。
目前，TiO2纳米管的制备方法主要有模板合成法、水热合成法，阳极氧化法等。
阳极氧化法由于不需要特殊的设备、反应时间短、通过对电解条件的改变可以控制生成TiO2纳米管的形貌，简单、方便，是目前使用较普遍的制备方法[18]。
本文主要介绍了阳极氧化法制备高有序二氧化钛纳米管阵列的方法及影响因素，进一步分析了其氢敏性能及影响因素，并对其前景进行展望。
1原理
1．1二氧化钛纳米管阵列形成机理
阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列主要采用低电压下（10~25v）金属钛片在含有氟离子的电解液中进行。
1999年，Zwilling等[19]报道了在低电压下利用金属钛片通过阳极氧化制备TiO2多孔薄膜的工作，为阳极氧化制备TiO2，纳米管阵列提供了研究思路。
2001年，Grimes首次在低电压下用含有氢氟酸的电解质成功制备出了分布均匀、排列整齐有序的二氧化钛纳米管阵列20]。
采用阳极氧化法制得TiO2纳米管阵列在金属钛基底上的形成机理非常复杂，目前人们只能通过研究阳极氧化过程中电流~时间关系曲线来推测其形成过程。
一般认为[1,2,21,22]：
在含氟酸性介质中，TiO2纳米阵列的氧化过程与铝的氧化过程相似，整个氧化过程大致经历了三个阶段：
阻挡层的形成阶段，多孔层的初始形成阶段，多孔层的稳定生长阶段。
氧化过程可能发生的反应有：
Ti→Ti4++4e－
（1）
Ti4++2H2O→TiO2+4H+
（2）
TiO2+6F-+4H+→TiF62-+2H2O（3）
在氧化的第一阶段，金属钛快速在阳极溶解，产生大量Ti4+离子[反应式
（1）]，此时阳极电流很大，接着Ti4+离子与介质中含氧离子快速作用，在Ti表面形成致密的TiO2薄膜（即阻挡层），随着表面氧化层的形成，电流急剧降低[反应式
（2）]。
氧化的第二阶段，随着表面氧化层的形成，膜层承受的电场强度急剧增大，在HF溶液和电场的共同作用下，TiO2阻挡层发生随机溶解形成孔核[反应式（3）]，随着氧化时间的延长，随机分布的孔核逐渐发展成为微孔，并且微孔的密度不断增加，最后均匀分布在阻挡层表面。
在孔核逐渐转变为微孔的过程中，相同电场强度下Ti4+容易穿过阻挡层进入溶液中，同时溶液中的含氧离子也容易穿过阻挡层与Ti4+结合生成新的阻挡层，因此这个阶段的阳极电流有所增大。
在氧化的第三个阶段，由于微孔底部的电荷分布密度较孔壁大很多，使得孔底TiO2消耗速率较大，微孔不断地加深和加宽并向钛基底延伸，与此同时，孔与孔间区域的电荷密度增加，促使孔间的TiO2不断被溶解形成沟槽，微孔与沟槽的协调生长便形成纳米管阵列结构。
在此过程中，阻挡层两侧的离子迁移趋于平衡，从而形成一个相对稳定的电流。
实际上，微孔的生长是孔底部的氧化层不断向钛基体推进的结果。
当阻挡层向钛金属界面推进速度与孔底氧化层的溶解速度相等时，阻挡层的厚度将不再随孔的加深而变化；当孔底氧化层的生成与溶解速度相等时纳米管的长度将不再增加，从而达到动态平衡，这种平衡很大程度上取决于阳极氧化的电压。
纳米管阵列的演化如图1所示。
图1TiO2纳米管阵列形成示意图
（a）阻挡层的形成（b）阻挡层溶解形成微孔（c）核孔发展为微孔（d）微孔间氧化物溶解出现沟槽（e）形成完整的纳米管阵列
1．2TiO2纳米管氢敏机理
VargheseOK等认为解离的H与TiO2纳米管表面的化学吸附作用是TiO2纳米管高H2灵敏度的主要原因。
在化学吸附作用过程中，有部分电荷从H转移到TiO2管的导带，这就在TiO2管表面产生了一个电子的积聚层，导致TiO2纳米管电导的增加。
当把H2移除时，转移的电子又回到H中，TiO2纳米管重新获得原始电阻[23~24]。
PauloseM等[25]认为氧对TiO2纳米管非常高的气体灵敏度也有贡献。
空气中的氧诱捕TiO2纳米管导带中的电子，以O-2的形式化学吸附于TiO2纳米管的表面，导致TiO2纳米管起始阻值增大。
而H能移除TiO2纳米管表面的O，从而降低TiO2纳米管的阻值。
纳米尺度的表面缺陷导致TiO2纳米管管壁上的表面活性很高，而氢与TiO2纳米管的相互作用正是在管壁进行的。
解离的H与TiO2纳米管表面的O形成OH基团，同时电子向TiO2纳米管导带转移，从而在TiO2纳米管管壁形成了一个电子聚集区域，导致TiO2纳米管电阻发生急剧变化。
铂电极也是TiO2纳米管高H2灵敏度的一个原因[24~26]。
在H与TiO2纳米管的作用中，铂担当了催化剂的角色。
在较高温度下，铂电极表面能将H解离，这些解离的H再去与TiO2纳米管表面发生作用。
而Pd和Pt纳米颗粒共同修饰的二氧化钛纳米管相对于单独的Pd或Pt修饰的二氧化钛纳米管表现出更好的灵敏性[26]。
这是因为具有纳米尺寸的钯和铂均匀分散在二氧化钛纳米管上，使更多的氢气吸附到钛纳米管表面而被PdPt催化氧化。
马士才[27]认为半导体氧化物的气敏特性，大多通过待测气体在材料表面的附着、产生某种化学反应（比如氧化、还原反应）、于表面产生电子的交换（俘获或释放电子）等作用来实现的。
图2晶粒表面的空间电荷层
暴露在空气中的TiO2纳米管，通常会出现氧的吸附。
这个过程中，存在空气中的自由氧O2、物理吸附氧O2、化学吸附氧O2-和O-、晶格氧O2-的平衡。
化学吸附的过程：
（1）
是自由氧从氧化物表面抽取电子过程，形成受主态及表面负空间电荷（如图2），促使能带上弯而形成肖特基势垒并出现电子耗尽层，形成表面的高阻态。
表面势垒高度VS和空间电荷层宽度XD为：
（2）
式中，NS是吸附氧离子产生的表面态密度，其最大值约为1012~1013cm-2；表面势垒最大高度约为0.5~1.0eV。
吸附氧和待测气体分子或其分解中间产物反应，又会释放电子，使得表面电阻下降。
从而实现从电阻信号的变化上来检测待测气体种类及其浓度。
使用Pt作为电极时，氢和氧在作为活性中心的Pt上首先吸附和分解。
作为催化剂的Pt促进了H2和O2的分解，如式（3）、（4）所示。
这个过程增加了H＋和O－浓度，提高了反应速度：
2Pt+O2→2Pt-O（3）
2Pt+H2→2Pt:
H（4）
吸附的H要进入TiO2纳米管的间隙位置，而锐钛矿相的c/a大约是金红石相的四倍，因此锐钛矿相TiO2更易容纳H，从而对灵敏度的贡献更大。
对于纳米管这种结构来说，由于管壁厚度的限制，敏感性好的锐钛矿相倾向于在管壁上分布，这样便可以发挥纳米管结构比表面积大的优势，从而获得改善的敏感性能。
导电性好的金红石相会在管底部生成，这对于制作半导体电阻型传感器非常有利。
1．3工艺流程
酸性电解液
溶液的配制
抛光溶液
SEM分析
SEM表征
阳极氧化
中性电解液
热处理
有机电解液
氢敏分析
氢敏测试
钛片预处理
图3工艺流程图
2二氧化钛纳米阵列的制备[28]
2．1试剂及仪器
表一实验所用化学试剂
表二实验所用仪器
2．2实验步骤
2．2．1实验溶液的配制
（1）抛光溶液的配制
用电子天平称取一定质量的NH4F溶于适量蒸馏水中制得18％的NH4F水溶液，将CO（NH2）2溶于适量蒸馏水中制得18％的CO（NH2）2水溶液，然后在通风橱中将一定比例的18％的NH4F、18％的CO（NH2）2、30％的H2O2、65％~68％的HNO3混合均匀，即可制得抛光溶液。
（2）HF酸性电解液的配制
在通风橱中，分别量取不同体积的30％的HF与水配成100ml的水溶液即可制得0.3%、0.5%、l％的HF酸性电解液。
（3）0.5wt％NaF和1mol／LNa2SO4中性电解液的配制
用电子天平称取14.2gNa2SO4溶于100ml蒸馏水中，再加入0.574gNaF混合均匀即可制得0.5wt％NaF和1mol／LNa2SO4中性电解液。
（4）乙二醇+0.6％NH4F（W）+2％H2O（v）有机电解液的配制
用电子天平称取0.136gNH4F溶于1mol蒸馏水中，再加入49mol乙二醇混合均匀即可制得乙二醇+0.6％NH4F（w）+2％H2O（v）有机电解液。
2．2．2阳极试样的预处理
选用工业纯钛，裁成25mm×10mm的长方形试样，分别用360#、600#、1000#的砂纸打磨抛光，直到表面无划痕，然后用去离子水超声清洗，再分别用无水乙醇、丙酮超声清洗表面，每次10min，接着进行化学抛光，抛光液组成为一定浓度的NH4F、H2O2、CO（NH2）2和HNO3的混合溶液，时间为3min。
处理后的钛片表面清洁光滑，烘干待用。
2．2．3阳极氧化
图4阳极氧化装置示意图[29]
室温下以预处理的钛片为阳极，石墨为对电极，电极间距保持在5cm。
在磁力搅拌下以QJ3005XII型设备提供直流电源，控制不同的氧化工艺参数于室温下进行电化学阳极氧化。
阳极氧化结束后，立即取出样品用蒸馏水超声清洗并在50℃的干燥箱中干燥。
实验中使用的电解液体系有三种：
（1）HF的酸性水溶液；
（2）含0.5wt％NaF和lmol／LNa2SO4的中性溶液；（3）乙二醇+0.6％NH4F（w）+2％H2O（v）有机电解液。
加压方式采取直接加压法，即直接将两极电压调节到所需值后带电放入电解液中。
整个阳极氧化过程始终施加磁力搅拌，控制钛片表面温度，并使电解液浓度均匀。
通过改变外加电压、电解液的浓度和温度，进行重复实验。
2．2．4热处理
将烘干后的钛片在箱式电阻炉中进行热处理，升温速率为4℃／min，在450℃下保温2h后随炉自然冷却。
2．3TiO2纳米管阵列的表征
采用场发射扫描电子显微镜（NovaNanoSEM430）对阳极氧化得到的TiO2纳米管阵列形貌和尺寸进行表征
2．4结果分析
目前的研究表明，改变阳极氧化电压、电解质组成、电解液pH和电解时间，可以控制纳米管的管径、管长、管壁以及管的形态[30~33]。
（1）电解液浓度
强力搅拌下，在浓度分别为0.33wt％、0.5wt％、1wt％的HF酸电解液中阳极氧化60min后制备的TiO2纳米阵列结构如图5所示。
在0.3wt％HF电解液中，TiO2膜层呈现较典型的纳米管阵列排布（图5a），纳米管管径在70.90nm左右；结合图5a右上角的侧面图可以看出，TiO2纳米管管径尺寸基本一致，上端开口，底部封闭，管长约为300nm。
TiO2膜层底部是一层薄而致密的氧化层，氧化层上为均匀分布的TiO2纳米管阵列，氧化层把钛基体和纳米管阵列隔开，构成纳米管阵列膜层／氧化层／基体钛三层结构。
当HF浓度提高到0.5wt％时，纳米管阵列清晰、平整，管壁减薄，管径略有增加，结合图5b右上角的侧面图可以看出，TiO2纳米管管径均一，上端开口，底部封闭，管长约为350nm（图5b）。
可是当HF浓度提高到1wt％时纳米管结构全部消失，形成了规则的纳米棒阵列（图5c）。
实验结果表明：
电解液浓度是纳米管制备过程中的一个关键因素，通过调节电解液浓度可以控制纳米管的形貌和尺寸，特别有趣的是，通过调整电解液浓度可以获得规则的纳米管阵列结构和纳米棒阵列结构。
图5在不同浓度的HF电解液中20V电压阳极氧化60min制得的TiO2纳米阵列结构的SEM照片
a）0.3wt％HF，b）0.5wt％HF，（c）1wt％HF
（2）阳极氧化时间的影响
图61wt％HF电解质溶液中20V电压阳极氧化不同时间制得的TiO2纳米阵列结构的SEM照片
如图6，氧化20min的时候，钛片表面生成了一层TiO2颗粒膜（6a），即氧化层。
氧化30min的时候，膜层表面变为规则分布、尺寸均匀的小蚀坑（图6b）。
当氧化时间进一步延长到40min时，生成了排列整齐的TiO2纳米管阵列结构，结合其侧面图可以看出，生成的TiO2纳米管管径均匀，大致为100nm左右，上端开口，底部封闭，管长为250nm（图6e）。
氧化时间为50min时，纳米管阵列被破坏，有的纳米管被全部溶掉，有的纳米管被整体溶倒，同时在氧化层上产生了较均匀分布的纳米点结构（图6d）。
氧化时间为60min时，形成了规则有序的纳米棒阵列，棒径均匀，约40~50nm这些纳米棒的生长都是沿着电场方向的，即垂直于膜层的表面（图6e）。
氧化时问延长至80min时，纳米棒阵列变得稀疏和不规则，总体直径略有增加（图6f）。
此外，有研究表明[34]金属的阳极氧化过程就是在外加电压下，通过强制电流得以维持的一种电化学反应。
所有的化学反应都牵涉到物质的传输，电化学反应也不例外，物质的传输必然存在传输速度的问题，这就导致阳极氧化过程中氧化膜的形成将是一个逐渐演变的过程，而演变过程的快慢取决于物质的传输速度。
试验结果也表明，纳米管阵列的形成与氧化时间有直接的关系。
在施加电压的瞬间，电流首先激增，随后急剧下降，到达一个谷底后有所增大，最后电流达到稳定值。
在恒定电压状态下，电流随时间的这种规律性变化一定意味着氧化膜的某种改变。
通过对一定电压下，经不同氧化时间所形成的氧化膜的观察（如图8）证明，时间电流曲线中各个电流变化确实对应着氧化膜的结构变化。
图70.5wt%HF水溶液中5V电压下电流－时间曲线
图80.5wt%HF水溶液中氧化时间对氧化膜形貌的影响（20V）
（3）电压对表面形貌的影响[1]
图9是通过阳极氧化法在室温条件下，电解液浓度为0.5wt％，电压分别为10V、15V、20V和25V下原位构建的TiO2纳米管形貌特征。
在扫描电镜下可见TiO2，纳米管呈现高度有序、规则可控的管状结构。
当外加电压小于10V时，膜层的表面形貌为突起的小颗粒，随着电压的升高，表面颗粒消失，逐渐出现分散、中空、有一定深度的管状形貌。
此后随着电压的升高，纳米管的内径和壁厚也逐渐增大；当外加电压为15V、20V时，纳米管的内径大约分别为52.6nm和69.2nm，壁厚大约分别为13nm和18nm，外加电压达到25V以上时，管状结构被破坏，薄膜表面出现局部腐蚀形貌。
图9不同电压下制备TiO2纳米管的SEM照片
（4）在中性电解液中制备TiO2纳米管阵列
强力搅拌下，在含有0.5wt％NaF和1mol／LNa2SO4的中性电解液中，施加20V电压，经过不同的氧化时间制备TiO2纳米管阵列，其形貌如图10所示。
阳极氧化lh后，钛片表面为一层分布有较均匀小孔的氧化物膜，部分区域的氧化物膜层破裂，从破裂处可以看到纳米管结构已在氧化膜下初步生成（图10a）。
氧化时间2h时，TiO2纳米管阵列形貌基本形成，管径不太均匀，管口形状亦各异，甚至有的还有坍塌现象（图10b）。
阳极氧化3h后，TiO2纳米管阵列结构已清晰可见，管口形状主要是圆形和椭圆形，壁厚均匀，但是纳米管阵列的表面参差不齐，非常不平整；结合其侧面图可以看出，纳米管成节状，管径均匀，约50nm左右，上端开口，底部封闭，长度达到了700nm（图10c）。
氧化时间延长至4h，生成的TiO2纳米管成团簇状，平行度显著变差（图10d）。
图10在0.5wt％NaF和1mol/LNa2S04电解质溶液中20V电压阳极氧化不同时间制得的TiO2纳米管阵列的SEM照片a）1hb）2hc）3hd）4h
（5）在有机电解液中制备TiO2纳米管阵列
强力搅拌下，在乙二醇+06％NH4F（w）+2％H2O（v）电解液中施加56v电压，经过不同的氧化时间制备了TiO2纳米管阵列，结构形貌图11所示。
阳极氧化6～24h形成的纳米管结构基本相同。
从断裂处（图中小图）可以看出，形成的纳米管管壁光滑，管径均匀，约在100nm右，但纳米管长度随氧化时间的延长而显著增大，即由氧化时间6h的3μm长大到氧化时间24h的6μm，这是由于有机溶剂乙二醇的存在，增大了溶液的粘度，进一步降低了氟离子的扩散速度，从而制备出规则、均匀、平滑、高长径比的TiO2纳米管阵列。
另外，由于乙二醇的存在或者纳米管太长，纳米管顶端绺到了一起，越靠近底端排列越整齐。
图11在乙二醇+06％NH4F（w）+2％H2O（v）电解质溶液中56V电压阳极氧化不同时间制得的TiO2纳米管阵列的SEM照片
a）6hb）12hc）24h
（６）电解液温度对表面形貌的影响[1]
图12是不同电解液温度对纳米管形貌的影响，在电压为20V，电解液浓度为5wt%的条件下，分别研究电解液温度为25℃、45℃、55℃、65℃的条件下制备TiO2纳米形貌的表征。
随着电解液温度的升高，纳米管径向尺寸变化不明显，而纳米管壁厚趋向变薄。
如图12所示，当电解液温度分别为25℃、45℃、55℃、65℃时，他们的壁厚大约分别为18nm、14nm、和11nm。
图12不同HF电解液温度下制备TiO2纳米管的SEM照片
a）5℃、b）45℃、c）55℃、d）65℃
结论：
阳极氧化电压和电解液浓度是影响纳米管的表面形貌的主要因素，随着电压的升高，纳米管的径向尺寸和壁厚都会增加；随着电解液浓度的升高，纳米管的径向尺寸增大，而壁厚变得越来越薄；随着温度电解液的升高，纳米管的径向尺寸没有太大变化。
过高的阳极氧化电压和HF酸浓度导致钛表面局部区域腐蚀，部分生成的纳米管产生塌陷[1,28,30~33,34~36]。
3二氧化钛纳米管阵列氢敏性研究
3．1 气敏传感器结构简介
图13展示的是二氧化钛气敏传感器的制备过程，首先，做一个两边有孔洞的掩模板，盖住已经制备出来的TiO2纳米管阵列膜的表面。
然后溅射Pt。
最后取下模板，两个孔洞处沉积的Pt就作为电极与导线连接。
图14展示二氧化钛气敏传感器的典型结构,在二氧化钛纳米管阵列上通过两个0.1mm厚的平行铂电极（10mm×2mm）来连接纳米管[37],而钛基底与二氧化钛纳米管之间有一层绝缘层将钛基底与二氧化钛纳米管隔离。
图13二氧化钛气敏传感器的制备过程
图14二氧化钛气敏传感器的典型结构
3．2 TiO2纳米管的氢敏性能测试系统
TiO2纳米管的性能测试装置由配气系统、温度控制系统、电脑控制的测试系统三部分组成。
实验装置示意图如图15所示。
用两个铂片压在制备的TiO2纳米管的表面来做电极，用夹具将铂片压紧，保证TiO2纳米管与铂片的良好接触，但又不能导通。
将带电极的TiO2纳米管传感器放入石英管电炉中，在动态气氛中实时测量试样的电阻值。
图15气敏传感器示意图检测系统[38]
（1）配气系统
测试用一定浓度的氢气由两个质量流量控制器分别控制氢气和氮气的流量获得。
（2）温度控制系统
由于测试过程需要控制一定的温度。
用一带有温度控制器的石英管式炉作为温度控制系统，石英管同时又作为敏感性能的测试腔。
（3）测量系统
由稳压源提供5V恒定电压，加于待测电阻（Rx）和标准参比电阻（R0）两端，通过测量R0上的分压U0来计算Rx阻值的变化，计算公式如下：
通过A/D转换卡将Rx阻值信号转换成计算机可以识别的数字信息并输入计算机中，特定的分析软件便可以将Rx阻值信号的变化实时的表现并记录下来。
该测量系统可以准确、清晰、方便地显示TiO2纳米管对气体的灵敏度、响应时间和恢复时间等参数[39]。
3．3氢敏影响因素
（1）测量温度
图16测量温度对TiO2气敏响应的影响
图17温度对响应时间的影响
温度决定着气体在材料表面的吸附和脱附过程的相对速率，同时会影响敏感材料的晶格活化。
如图16随着温度的升高，气体在材料表面的吸附和脱附过程的相对速率增大，同时敏感材料的活性增大，这样气体传感器的敏感性能就有了提高。
测量温度对TiO2纳米管H2传感器敏感性能的影响非常明显。
不同测试温度下，材料的灵敏度和响应时间不同。
VargheseOK等[23]的研究表明：
如图17随着温度的升高，TiO2纳米管H2传感器的灵敏度升高，响应时间缩短。
但他们同时发现，当测试温度高于300o
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