Zn_2SnO_4气敏材料的共沉淀法制备及其氧化物掺杂改性

新型复合材料Zn_2SnO_4具有良好的气敏性,文献鲜有报道Zn_2SnO_4材料的制备以及氧化物掺杂改性;因此采用液相共沉淀法制备了Zn_2SnO_4粉体材料,利用X射线衍射仪(XRD)对合成的材料的结构进行了表征;通过固相反应制备了MnO_2,Li_2O掺杂的Zn_2SnO_4粉体,对旁热式气敏元件的性能进行了测试.实验发现Zn_2SnO_4是一种性能优良的酒敏材料,氧化物掺杂剂MnO_2和Li_2O的加入明显提高了材料对乙醇气体的灵敏度和选择性,质量百分含量为0.5%的Li_2O的掺杂量可以使元件对于体积分数为50×10-6的乙醇气体灵敏度达到150.     

掺Pd的SnO_2介孔薄膜的气敏特性研究

采用蒸发诱导自组装工艺制备了Pd-SnO2介孔金属氧化物薄膜。采用静态配气法,研究了Pd掺杂量对SnO2元件气敏性的影响,并通过测定电化学阻抗谱,分析了介孔金属氧化物的气敏机理。结果表明:Pd掺杂降低了SnO2元件对氢气初始响应温度,并提高了元件对氢气灵敏度;Pd掺杂量为0.5%时,SnO2元件对氢气的气敏性最好;温度为175℃时,0.5%Pd-SnO2对体积分数为1 000×10-6氢气灵敏度为22.6;阻抗分析表明,通入还原性气体后,氧化物的晶界电阻明显减小。     

掺杂对纳米SnO2甲醛敏感性能的影响

为了研发对甲醛有着良好敏感性能的材料,以锡粒和浓硝酸为原料,采用硝酸氧化法制备出前驱体,分别掺杂质量分数为7%的Li,Pb,Sb,Pd,并在600℃下灼烧.通过XRD、TEM等对产物进行表征,采用静态配气法测试其气敏性能.结果表明:SnO2纳米粉体中掺杂Pb元素可显著提高材料对甲醛的灵敏度和选择性,在3V工作电压下对浓度为5ppm(1ppm=10-6)的甲醛气体灵敏度达到24.539,响应时间为4s,恢复时间为5s.     

介孔二氧化锡薄膜的制备及其氢敏性能研究

以三嵌段共聚物F127为模板剂,加入浓盐酸抑制水解,通过溶剂挥发诱导自组装,旋涂后在高湿度下干燥制备介孔SnO_2薄膜,并通过掺Pd进一步提高其氢敏性能。利用X射线衍射(XRD)、比表面积与孔径分析和透射电镜(TEM)研究材料的结构与形貌,通过恒流配气法,测试其氢敏性能。结果表明:介孔SnO_2粒径约为6.38 nm,比表面积为84.62 m~2/g,孔容为0.174 cm~3/g,平均孔径为5.6 nm。在200℃,对体积分数2×10~(-3)的H_2灵敏度为76,掺杂Pd后提高至191.6,具有优秀的氢敏性能。     

光沉积Pd修饰Bi_2WO_6微米花用作乙醇气敏传感器

为了提高纯Bi_2WO_6对乙醇的气敏性能,通过光沉积的方法在纯Bi_2WO_6表面修饰了贵金属Pd。并探究了其对乙醇的气敏性能。实验结果表明,在300℃时,Pd修饰的Bi_2WO_6微米花传感器对200 ppm(1 ppm=10~(-6))乙醇的灵敏度均高于纯Bi_2WO_6。当Pd的修饰量质量分数为0.05%时,灵敏度最大,达到了72,是纯Bi_2WO_6的6.5倍左右。该传感器响应恢复时间分别为7 s和3 s,且表现出良好的选择性。     

Al2O3掺杂ZnO纳米粉体的制备及气敏特性研究

采用sol-gel法制备了w(Al2O3)为2%～4%的Al2O3-ZnO纳米粉体,利用XRD和SEM等测试手段分析了粉体的微观结构.研究了Zn2+浓度、pH值和清洗对粉体制备的影响.采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对丙酮、乙醇、甲醇等气体的气敏性能.结果表明:用该法得到的粉体材料颗粒粒径小,工作温度为160℃时,由w(Al2O3)为3%的粉体在700℃退火制得的气敏元件对体积分数为40%的丙酮的灵敏度最高可达到7 779,响应-恢复时间均为1S.     

Tm3+掺杂纳米In2O3的制备及其气敏性能研究

为了测试Tm3+掺杂纳米In2O3的气敏性能,以InCl3·4H2O、Tm2O3和柠檬酸为原料,通过溶胶凝胶法制备出Tm3+掺杂的In2O3纳米粉体,并通过XRD、TEM对产物进行了结构、形貌的测量和表征.结果表明:前驱体经600℃高温热处理后得到粒径约为33 nm的纳米粉体.将产物制作成气敏元件,采用静态配气法测试了材料的气敏性能,发现元件在工作温度为250℃时对50×10-6的NO2的灵敏度达到128,响应时间达4 s,而且对其他气体有较好的抗干扰性,有望开发成为对NO2检测的敏感材料.     

基于MEMS叠层微结构的SO2毒气传感器

利用多孔上电极叠层微结构,以真空镀膜技术形成气敏膜,采用MEMS微加工技术研制了气体传感器.依据等效电路和工艺边界条件,通过电导公式推导出传感器的输出电导提高了103倍,解决了有机半导体的信号采集问题.通过SEM微观形貌,确认蒸发电流100～120 A、蒸发时间8～12 s为电极成膜最佳条件;气敏膜表面呈现二次化学反应融合的200 nm左右"米粒状" 活性颗粒状态,均匀一致,孔隙有序.测试结果表明:比例系数为0.15～0.35的硫酸掺杂CuPcxPANI 1-x对SO2有最佳的灵敏度;考虑到减少H2S气体干扰,选择CuPc0.35PANI0.65为气敏材料,在加热电压VH为1～2.5 V时提高了传感器的灵敏度特性和响应恢复特性,响应时间为30 s;传感器输出特性为单对数线性关系,检测范围为0～200×10-6;经6个月的稳定性考核,其输出阻抗漂移≤±5%,灵敏度漂移≤10%.     

基于真空冷冻干燥法ZnO纳米粉体的制备及其气敏性能研究

为了探索真空冷冻干燥技术对制备ZnO气敏材料的应用价值,采用此方法制备了PVA-Zn(CH_3COO)_2·2H_2O泡沫板状前驱体,再分别以不同温度煅烧前驱体制备了ZnO纳米粉体,并将产物制成旁热式气敏元件。对产物进行XRD、SEM和TG-DSC表征并详细探讨了产物的气敏性能,结果表明纳米ZnO粉体的粒径随着煅烧温度的降低显著缩小,气敏性能显著升高。在500℃煅烧冷冻干燥前驱体得到的ZnO粉体平均粒径为40～100 nm,在工作温度为440℃时对300 ppm乙醇的灵敏度可达51.43。     

In/Sb掺杂SnO_2纳米薄膜的H_2S气敏特性

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法(Sol-Gel Dip-Coating, SGDC)制备SnO_2纳米晶薄膜气敏传感器.较系统地研究了掺杂量、镀膜层次和热处理温度等制备工艺对薄膜表面形貌、晶粒大小及气敏性能的影响.研究结果表明:铟的最佳掺杂量为4at%,最佳镀膜层数为7层,最佳热处理温度为600 ℃.气敏传感器最佳工作温度为165 ℃,在此工作温度下,薄膜的灵敏度分别为26.3(137 ppm H_2S)和2.5(2.74 ppm H_2S),薄膜的响应恢复时间较短分别为8 s和22 s,对H_2S气体有较好的选择性.     

Investigation on Structural,Morphological, Optical and Ammonia Sensing Properties Indium Doped Nano Crystalline ZnO Thin Films Synthesized by Spray Pyrolysis Technique

In the present work, nanostructured In doped ZnO thin films were synthesized using spray pyrolysis technique with different molarity concentrations (0.001–0.004). X-ray diffraction patterns confirms the polycrystalline nature of the films with hexagonal structure. The crystallite size is going to be increases with increase in dopant concentration. The field-emission scanning electron micrograph of undoped ZnO exhibits spherical shaped particles with intergrain pores and the intergrain pores decreases with increases in indium concentration. The transmittance and band gap is going to be decreases with increase in indium concentration. The ammonia (NH₃) sensing properties of the undoped ZnO and In doped ZnO thin films were carried out at room temperature and the sensing responses of the samples towards NH₃ concentrations were reported.     

In_2O_3纳米材料的制备及其气敏特性的研究

文中采用溶胶 -凝胶法合成了In2 O3纳米粉体 ,确定其晶体结构并掺入Co3O4 、Au等掺杂剂制成烧结式器件 ,该器件对CO气体具有较高的灵敏度 ,良好的响应恢复特性和选择性     

Further laboratory studies and stratospheric flight of a mass spectrometer beam system

A gas expansion system combined with a mass spectrometer has been tested and flown successfully in the stratosphere. Through a sequence of orifices and high speed pumping, gas particles were formed into a molecular beam and analyzed by a sensitive mass spectrometer. During two balloon flights, vertical profiles of all major atmospheric constituents as well as O(3), CO(2), H(2)O and others were obtained. Gases such as (38)Ar and (16)O(17)O provided in-flight calibration standards. The sensitivity of the system was such that gases with mixing ratios of 10 ppb at an ambient pressure of about 10 mbar were detectable.     

新型固体电解质基氮氧化物传感器的制备与性能研究

氮氧化物(NO_x,NO+NO₂)是我国首要的气体污染源之一,其对自然环境和人类健康均造成了严重的威胁,因此开发原位检测NO_x的高效检测设备势在必行。NO_x的排放源主要为工业废气和汽车尾气,其气体温度较高、成分比较复杂,而固体电解质基气体传感器可以实现在高温下对NO_x的高选择性、高灵敏度检测。本研究以Co₃O₄/Cr₂O₃/YSZ的复合材料为敏感电极,以YSZ为固体电解质构建了阻抗型NO_x传感器。采用XRD、SEM和EDX对传感器进行了表征,并系统研究了传感器在高温下对NO的敏感特性。结果表明：Co₃O₄/Cr₂O₃/YSZ敏感电极材料呈颗粒状,粒径约为200 nm,并且敏感电极以疏松多孔的状态覆盖在电解质表面,有利于气体的扩散和传质。传感器对NO_x具有良好的响应...     

Fe2O3—TiO2薄膜表面Au修饰对CO敏感特性的影响

以Fe(CO)_6和TiCl_4为原料,用PECVD技术制备了Fe_2O_3-TiO_2双层超微粒薄膜.对双层薄膜的组成和形貌进行了XRD及SEM分析.同时对双层薄膜以化学镀方式进行贵金属Au的表面修饰,并对薄膜样品进行气敏特性测试,发现对CO具有很高的灵敏度与选择性.     

功率超声在电沉积Ni/纳米Al2O3复合镀层中应用

研究功率超声在纳米电沉积技术中的作用机理。结果表明 ,在电沉积Ni/纳米Al2 O3 复合镀层过程中 ,引入功率超声可有效解决纳米Al2 O3 粒子在镀液中的分散问题 ,使纳米Al2 O3 粒子均匀分布在复合镀层中 ,促进纳米Al2 O3 粒子与镀层基质金属的共沉积 ,并细化基质金属Ni的晶粒     

高纯纳米α-Al2O3的连续批量制备与表征

通过 HLG-30型纳米化粉碎机批量制备纳米 Al2O3,使用纳米激光粒度仪分析其粒度及粒度分布,并用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察其大小和形貌,采用 X 射线衍射（XRD）表征其晶型结构,通过电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）检测杂质元素的含量,研究其纯度。结果表明,制备所得的 Al2O3粒度分布窄,大部分颗粒的粒径〈40 nm,为α型晶体,并且纯度〉99.99%,具有广阔的应用前景。     

ZrO2-Y2O3陶瓷的显微组织结构形成

本文采用TEM中电子衍射与暗场技术,XRO及EPMA等方法研究了ZrO2-2～20mol%Y2O3陶瓷在不同热处理工艺条件下的组织结构。结果表明,对Y2O3含量较低（2mol%）的试样烧结后得到晶粒细小的正方ZrO2-（TZP）组织;在从高温立方单相区快速冷却的3～7.5mol%Y2O3试样中形成反相畴界与相变孪晶组织;在c＋t双相区长时间等温退火处理的4～6mol%Y2O3试样中,在立方相基体上析出正方相粒子而得到部分稳定ZrO2（PSZ）,初期阶段形成“tweed”组织,后期阶段形成“colony”组织;在14mol%及20mol%Y2O3试样中则形成全稳定ZrO2（FSZ）。     

High-resolution electron microscope observation of interface microstructure of a cast Al-Mg-Si-Bi-Pb(6262)/Al2O3p composite

High-resolution electron microscopy was employed to characterize the interface structure of a cast Al-Mg-Si-Bi-Pb aluminium(6262)-based composite reinforced by alpha alumina particles with a trace of beta alumina in order to investigate the behaviour of alloying elements in cast composites. Except for a few primary Mg2Si particles, few reaction products were detected at the interface of Al/alpha-Al2O3 due to the unfavourable reaction kinetics during the squeeze-casting process. The Mg2Si particle has an orientation relationship with alpha-Al2O3 of [011]Mg2Si//[1210]alpha-Al2O3 (111)Mg2Si//(0006)alpha-Al2O3. A significant amount of MgAl2O4 was found on the surface of the beta-Al2O3 particles, which is in contrast to the small degree of reaction found on alpha-Al2O3 particles. MgAl2O4 and beta-Al2O3 particles have the following orientation relationship: [011]MgAl2O4//[1210]beta-Al2O3 (111) MgAl2O4//(0006)beta-Al2O3. The similar crystal structure of beta-Al2O3 to MgAl2O4 favours MgAl2O4 nucleation and growth on the surface of beta-Al2O3. Interfacial energy minimization dominates the atomic structure of the interface with the result that close packed planes and directions in the Al2O3 reinforcement and reaction products are parallel to the interfaces. Bi and Pb were found in the form of metallic nanometre particles between Al2O3 particles, or between the MgAl2O4 and Al2O3 particles, or in the open channels of beta-Al2O3 filled by the Al matrix.     

Fe_3O_4/MnO_2磁性复合颗粒的制备及表征

以纳米Fe3O4颗粒为核,分别采用液相沉积法和溶胶一凝胶法两种方法将MnO2包覆在其上制备了Fe3O4/MnO2磁性复合颗粒,并借助XRD、TEM、FTIR和VSM等手段分别对纳米Fe3O4颗粒和两种复合颗粒进行表征.结果表明:采用液相沉积法进行包覆可生成以多个纳米Fe3O4颗粒为核、粒径约为200 nm的近球形Fe3O4/MnO2磁性复合颗粒,其饱和磁化强度为24.4 kA·m-1;采用溶胶-凝胶法进行包覆则生成以单个纳米Fe3O4颗粒为核、粒径约为50 nm的磁性复合颗粒,包覆层为絮状MnO2,其饱和磁化强度为16.5 kA·m-1.