MgFe2O4纳米复合氧化物的制备和气敏性能

用反滴定化学共沉淀法制备了纳米尺寸尖晶石型的复合金属氧化物MgFe2O4粉体.用X射线粉末衍射分析、透射电镜等手段研究了其结构特性.MgFe2O4粉体颗粒均匀,700℃煅烧1 h粉体平均粒径约为20 nm.研究表明煅烧温度对材料的结构及性能有较大的影响.以MgFe2O4纳米粉体为原料制备了旁热式气敏元件,测试了元件的敏感特性和响应恢复特性.结果显示,MgFe2O4是一种良好的n型半导体气敏材料,700℃煅烧1 h所得纳米粉体制作的元件在300℃工作温度时对CH3COCH3有较高灵敏度和良好的选择性,对体积分数为1 000×10-6的CH3COCH3的灵敏度可达36.87.并对气敏机理给予了解释.     

共沉淀法制备铬酸钬粉体及铬酸钬气敏元件的气敏性能

采用共沉淀法制备HoCrO3前驱体,将前驱体在不同条件下热处理得到铬酸钬纳米粉体。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对HoCrO3纳米粉体的晶体结构和微观形貌进行了表征,对用HoCrO3纳米粉制作的元件进行气敏性能测试,研究了热处理条件对HoCrO3气敏元件气敏性能的影响。结果表明：所制备的HoCrO3粉体为纳米颗粒,平均粒径约为50nm,属于钙钛矿型复合氧化物;采用800℃保温2h制备的HoCrO3气敏元件对三甲胺气体具有较高的灵敏度、良好的选择性和稳定性;样品的检测限较低,对体积分数为1×10^-7三甲胺的灵敏度为3。HoCrO3是检测三甲胺的一种很有应用前景的半导体气敏材料。     

WO_3粉体的溶胶-凝胶合成法与气敏性能

以有机溶剂为诱导剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米WO3粉体,使用XRD进行了结构表征。结果表明,合成的WO3粉体为正交相。用该粉体制成厚膜型旁热式气敏元件,测试结果发现：在工作电压为5V时,气敏元件对甲醇、乙醇等还原性气体具有较高的灵敏度,可以检测体积分数低至5×10-4%的甲醇、乙醇。可望用于制备对甲醇气体的体积分数进行测定的价廉的气敏元件。     

固相合成CuFe2O4及其气敏性能

以无机盐为原料,采用低热固相化学反应法合成了尖晶石型复合氧化物CuFe2O4的前驱体,通过不同温度煅烧,最后得到尖晶石复合氧化物CuFe2O4.用X射线衍射和透射电镜对合成产物进行了表征.结果表明:煅烧温度对尖晶石结构的形成有较明显的影响,当温度达到800℃时固相反应完全.合成材料的尺寸约为50 nm,但由于铁酸盐有磁性而存在轻微团聚.将样品制成旁热式气敏元件,气敏测试结果表明:元件在较低的工作温度时,对H2S气体具有较高的灵敏度和选择性,对体积分数为25×10-6的H2S气体的灵敏度接近9.     

表面活性剂-水热法一步制备纳米In_2O_3气敏材料

以聚乙二醇600(PEG-600)为表面活性剂,用水热法一步制备了In_2O_3粉体,通过XRD、SEM、TEM等手段对粉体的物相、形貌、粒度等进行表征,结果表明产物的形貌为棒状,平均长度约150 nm,直径约20 nm,分布均匀.采用静态配气法测定材料的气敏性能,发现以In_2O_3为基体的气敏元件在125 ℃的工作温度下对10 ppm NO_2气体的灵敏度高达32.2,并且具有选择性好、响应-恢复时间短等特性.     

铼掺杂WO3材料的VOCs气敏特性

通过掺杂法制得一系列不同Re2O7掺杂量的WO3粉体,测试了元件的气敏性能。研究发现：适量掺杂Re2O7,不仅可以显著降低WO3的电阻值,而且有利于提高WO3纳米材料对VOCs气体的灵敏度,其中掺杂量为6%（质量分数）的烧结型气敏元件在300℃下对VOCs有较高的灵敏度和选择性,是一种气敏性能很好的VOCs气敏元件。     

复合氧化物CdSnO3的合成、表征及性能研究

采用化学沉淀法制备了CdSnO3粉体,XRD和TEM结果表明产物为钙钛矿型结构,为100nm左右的方块状。气敏性能测试结果表明CdSnO3气敏元件的灵敏度-温度特性曲线为火山型,灵敏度随工作温度的升高而升高,通过使用贵金属掺杂可实现钙钛矿型CdSnO3为基体的气敏元件对酒精、甲醛、硫化氢的选择性检测。     

Al_2O_3掺杂ZnO基高选择性丙酮气体传感器

采用溶胶-凝胶法,制得Al_2O_3掺杂质量分数分别为0、2.96%、4.96%、6.96%的纳米Al_2O_3-ZnO粉体,样品经700℃退火后对其物相及表面形貌进行表征,测试了不同Al_2O_3掺杂量Al_2O_3-ZnO样品的气敏特性,研究了结晶粒径、掺杂浓度、工作温度等对元件气敏特性的影响;通过对元件进行控温控湿老化实验,研究了老化温度、相对湿度对元件稳定性的影响;并根据气体吸附、脱附模型与半导体能带理论,对气敏机理进行了进一步的讨论。结果表明:Al_2O_3-ZnO对丙酮表现出良好的选择性和稳定性,掺杂为4.96%Al_2O_3的Al_2O_3-ZnO,经700℃退火后,在64℃下,对含量为100×10~(-6)(体积分数)的丙酮的灵敏度为29.24,响应时间和恢复时间均为2 s;丙酮含量低至10×10~(-6)时,灵敏度为3.23,响应时间和恢复时间分别为4 s和7 s。     

碳纳米管掺杂纳米ZnO气敏元件敏感特性

采用溶胶–凝胶法合成纳米ZnO,以碳纳米管(carbonnanotube,CNT)为掺杂剂制备CNT–ZnO旁热式气敏元件样品。用X射线衍射和透射电镜分析了ZnO的结构,用扫描电镜观察CNT–ZnO气敏元件样品表面的显微形貌,研究了CNT–ZnO元件对甲醛和丙酮等气体的气敏性能。结果表明:CNT存在于平均粒径为20～30nm的ZnO晶粒间,增加了CNT–ZnO材料的气孔率。CNT–ZnO气敏元件对丙酮的灵敏度高于纯ZnO元件,掺0.6%(质量分数)CNT的ZnO气敏元件(0.6%CNT–ZnO)气敏元件对质量分数为40×10–6甲醛有最高灵敏度(15.11)。而且具有能检测低浓度甲醛气体、选择性好,响应速度快(响应时间约为15s)的优点。     

掺Ni~(2+)金红石型SnO_2纳米粒子的制备及表征

采用化学共沉淀法制备掺Ni2+的SnO2纳米粉体。研究表明,不同pH下得到的样品均为四方相金红石型结构的SnO2,在pH=5时,Ni2+的利用率出现极大值99.97%;升高煅烧温度或延长煅烧时间,样品结晶程度都会随之增高,同时晶粒尺寸也呈现增大的趋势;所得样品呈球形,粒径约为60 nm。将掺Ni2+的SnO2粉体涂于白云母表面制成元件,测试粉体的电性能以及气敏性能,结果表明,在温度由30℃上升到150℃的过程中,元件电阻从33.1 kΩ近似线性地降低到4.8 kΩ;H2体积分数越大,元件对其敏感程度越高。