Ni掺杂SnO2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO2和4 mol%Ni掺杂SnO2花状微结构.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO2传感器性能进行了测试.实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO2微结构的气敏特性.在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO2气体传感器的2.4倍.同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性.最后,对Ni掺杂SnO2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论.     

PdO修饰的SnO2纳米球的制备及其气敏特性研究

通过溶剂热法和退火处理制备了不同浓度(0 mol％,2 mol％,5 mol％,10 mol％)PdO修饰的SnO2纳米球.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对材料的物相、元素种类和形貌进行了表征,并制成气敏元件,对氢气(H2)进行气敏测试.实验结果表明:5 mol％PdO修饰的SnO2纳米球气体传感器最佳工作温度为175℃,其对100×10-6氢气灵敏度达到19,是纯的SnO2纳米球的灵敏度的3倍.最后,对PdO修饰氧化锡纳米球气体传感器气敏机理进行了分析讨论.     

射频磁控溅射SnO2/MWCNTs 薄膜材料的气敏性能研究

采用射频反应磁控溅射方法制备掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)的snO2薄膜材料,并在此基础之上制作了N02气敏传感器,使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了SnO2/MWCNTs薄膜材料的表面形貌、物质组份材料特性,采用气敏元件测试系统来分析优越感的气敏效应,包括灵敏度、选择性、响应-恢复等特性,实验结果表明该气敏传感器对超低浓度(10ppb)NO2气体有很好的灵敏度,对干扰气体不敏感,提出了气敏机理解释实验现象.     

Pd掺杂的SnO2甲烷传感器气敏性能的研究

本文研究了Pd掺杂的SnO2材料对于甲烷气体的敏感特性。首先从机理上说明掺杂Pd金属的原因;然后,采用简单的混合研磨工艺制备了Pd掺杂SnO2复合材料;其次,采用刷涂工艺在加热型平板电极上制备了气敏层。研究了所制备的Pd掺杂SnO2气体传感器在不同温度对甲烷气体的敏感特性。结果表明,Pd掺杂在提高SnO2的气敏性能的同时还能降低其工作温度;其中,2 wt%Pd掺杂SnO2的传感器气敏性能最优,在最佳工作温度(200°C)下对500 ppm甲烷的气敏响应可达3.43,灵敏度提升了45.67倍(50–1000 ppm)。     

改善SnO2气体传感器气敏性能的研究进展

随着气体检测的广泛应用,SnO2传感器正引起越来越多的关注.基于对SnO2气敏材料的气敏机理进行综合性阐述的基础之上,从气敏材料和传感器设计两方面重点分析了SnO2气体传感器气敏性能的影响因素,并着重分析了运用当前纳米技术制备SnO2传感器的研究进展,进一步讨论了SnO2传感器发展的研究方向与前景.     

双金属Zn-Fe金属有机框架的制备及其丙酮气敏特性研究

本文采用溶剂热法制备了双金属Zn-Fe金属有机框架结构（Zn-Fe MOF）,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）对其微观形貌和晶相进行表征分析。结果表明：制备的双金属Zn-Fe MOF为纳米球结构,其直径约为150 nm。同时,制备了基于双金属Zn-Fe MOF材料的气体传感器件,研究了其对丙酮的气敏特性。测试结果表明：基于双金属Zn-Fe MOF的气体传感器对丙酮的最佳工作温度为210 ℃。在最佳工作温度下,对浓度为1×10-6的丙酮气体响应可达到2,响应/恢复时间分别为6 s / 13 s,且具有较好的重复性和长期稳定性。最后,对基于双金属Zn-Fe MOF气体传感器的气敏机理进行了讨论。     

中国微米纳米 花状Au-SnO2复合材料的制备及其对甲醛气敏性能的研究

利用水热法合成了花状SnO2微米材料,并以它作为基体,对其进行Au纳米颗粒修饰,得到了花状Au-SnO2复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)分析等表征手段对所制备的Au-SnO2复合材料进行了表征分析,结果表明,这种花状结构的材料是由厚度为30 nm～60 nm的SnO2纳米片自组装而成,其尺寸为1 μm～2 μm.同时,我们用花状SnO2和Au修饰的花状SnO2复合材料对1×10-6～500×10-6的甲醛进行了气敏性能测试.结果表明,通过Au修饰,花状SnO2对甲醛的气敏性能有了极大的提高.当甲醛浓度为200×10-6时,其灵敏度(Ra/Rg)约为120,是花状SnO2敏感材料的8倍,表现出很高的响应.另外,由Au修饰的花状SnO2复合材料制成的敏感元件对甲醛表现出良好的选择性.这可能归因于Au纳米颗粒高效的催化活性促进了甲醛气体的扩散和O2的吸附,从而使其表现出更加优异的气敏性能.     

Y沸石改善SnO2气体传感器性能的研究

为了改善气体传感器的敏感性能,分别采用SnO2外涂Y沸石的涂覆法和Y沸石与SnO2混合法,用Y沸石对SnO2气体传感器进行改性.用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对混合法制备的Y沸石/SnO2复合材料的结构和表面进行了表征与分析.将这两类敏感元件进行了VOC气体的气敏测试.结果表明,与纯SnO2相比,Y沸石与SnO2直接混合的复合材料提高了对丙酮的响应值,而对其他气体响应值基本不变;涂覆法制备的气敏元件不仅提高对丙酮的响应值,而且减小了对乙醇的响应值,对乙醇起到一定抑制作用.初步分析了Y沸石对SnO2气敏特性改善的机理.     

SnO2纳米粉体的水热制备及其气敏性能研究

以SnCl2·2H2O为原料,草酸为络合剂,CTAB作为保护剂和分散剂,水热法制备了粒度均匀的SnO2纳米粉体.采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)检测了产物的晶体结构和粒径分布.结果表明,所制得的SnOz为四方金红石结构,水热反应6 h所得产物粒径均一,约为6 nm,分散性好.研究了不同反应时间所制备的产物对酒精的气敏性能,发现产物对酒精的气敏性能比市售酒敏传感器优良,水热反应6 h所得粉体对酒精的响应最好.     

发明与专利

一种基于二维MXene/SnO异质结的氨气气体传感器、制备工艺及应用【摘要】本发明提供了一种基于二维MXene/SnO2异质结的氨气气体传感器、制备工艺及应用,属于纳米材料技术领域。该氨气气体传感器主要由气敏材料和加热基板组成,工作温度为室温。     

钴掺杂二氧化锡基氢气传感器气敏特性研究

氢气(H2)是溶解在变压器油中的重要故障特征气体,对油中溶解的H2气体浓度进行在线监测能实时有效反映变压器的运行状况.针对传统的二氧化锡基气体传感器检测油中溶解气体存在工作温度较高,气体响应较低的问题,提出一种用金属钴Co掺杂纳米二氧化锡SnO2基传感器检测变压器油中溶解气体的方法,介绍其制备方法研制气体传感器并测试H2气敏特性,同时基于第一性原理对其敏感机理进行了探讨.结果表明:金属Co掺杂SnO2后传感器的最佳工作温度降低至300℃,对50μL/L H2的灵敏度增到12.16,Co掺杂后SnO2的导带负移,在费米能级附近出现了新的掺杂能级,增大了SnO2表面的导电性能,H2吸附在Co-SnO2表面时,价带顶附近区域出现了新的表面态,有利于载流子在价带和导带间的转移,从而改善传感器的气敏性能.     

铁酸锌气体传感器的制备及丙酮气敏特性的研究

采用水热法制备得到铁酸锌(ZnFe2O4)纳米球和纳米片状中空球粉末,利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察.利用测试平台检测了两种纳米材料对丙酮的气敏特性,利用铁酸锌纳米片状中空球制备的传感器对丙酮的气敏特性比纳米球更好,在检测范围内(0.8×10-6～500×10-6)表现出更高的灵敏度和较短的响应恢复时间,并具有较好的线性、稳定性和选择性.     

Fe2O3/SnO2和SnO2/Fe2O3双层薄膜的XPS分析

用X光光电子能谱(XPS),结合Ar~+刻蚀对Fe_2O_3/SnO_2及Fe_20_3/SnO_2双层薄膜进行分析.结果表明:Fe_2O_3/SnO_2膜表面,晶格氧的结合能为529.85eV,热处理前有大量吸附氧存在,在600℃退火后,大部分羟基、羰基形态的吸附氧解吸;SnO_2/Fe_2O_3膜表面,热处理前后都只有少量的吸附氧,经热处理后表面吸附氧却略有增加.双层薄膜中锡向氧化铁层的扩散较铁向氧化锡层的扩散强.扩散的结果,形成了一个数十纳米的过渡层,对元件的气敏性质产生一定的影响.     

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。     

Ag掺杂SnO2纳米纤维的制备及其气敏特性研究

以聚乙烯醇(PVA)和SnCl2·2H2O为原料采用静电纺丝技术制备纯sno2及Ag掺杂sno2纳米纤维.经700℃退火烧结后制得了连续多孔的snO2纳米纤维.研究了Ag的掺杂对SnO2纳米纤维的C2H2气体敏感性能的影响,结果表明Ag的掺杂对SnO2纳米纤维的C2H2气体敏感性能具有明显的影响,在Ag掺杂量为8at%...     

Highly sensitive and fast responding CO sensor using SnO2 nanosheets

A highly sensitive and fast responding CO sensor was fabricated from a sheet-like SnO₂. The SnO sheets were prepared by a room temperature reaction between SnCl₂, hydrazine and NaOH, and they were subsequently oxidized into SnO₂ sheets at high temperature (600 °C). The morphology and size of the SnO₂ sheets could be controlled during the formation of SnO, which influence the sensor response (R_a/R_g) and response time to a great extent. The sensor response of SnO nanosheets to 10 ppm CO was enhanced up to 2.34, and the 90% sensor response time could be reduced to 6 s, which are significantly higher and shorter than those of SnO₂ powders (1.57 and 88 s), respectively. The realization of both a high sensitivity and rapid response were explained in terms of rapid gas diffusion onto the entire sensing surface due to the less-agglomerated and very thin structure of SnO₂ nanosheets and the catalytic effect of Pt.     

常温一氧化碳气敏元件制备及气敏机理研究

介绍了以SnO2 为主 ,掺入Al2 O3 ,MgO ,InO ,Pd等添加剂的常温CO气敏元件的制备方法。根据其晶体结构特点对气敏机理进行了探讨。论述了传感器的信息传感机制 ,即晶界势垒控制和晶粒大小控制机制同时存在。为获得性能良好的气敏元件 ,需要最佳的制备方法和最好的添加剂