不同形貌ZnO气敏材料的制备及影响气敏性因素分析

以锌盐和碱为原料,采用水热和溶剂热法合成了三种形貌的氧化锌粉体,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对产物的结构和形貌及表面化学状态进行了表征,并将粉体制备成厚膜型气敏元件,测试了其对几种还原性气体的气敏性能,结果表明:在工作温度为395℃时,三种形貌氧化锌对相同浓度的同种测试气体的灵敏度大小顺序为:菜花状氧化锌﹥棒状氧化锌﹥六棱柱状氧化锌。并对影响氧化锌材料气敏性的各种因素进行了分析。     

WO_3掺杂NiO的气敏性能研究

用水热法制备出NiO纳米粉体,对其进行了WO3系列掺杂。利用XRD对产物晶相结构进行表征,测试了掺杂材料的气敏性能。结果表明:适量WO3的掺杂明显改善了NiO材料的气敏性能,其中,掺杂质量分数为6%的气敏元件性能最好,350℃时对Cl2的灵敏度可达到37.5,200℃时对H2S的灵敏度可达30.4。说明该元件在不同温度下对不同气体具有选择性,且该元件对H2S响应恢复快。     

Au-In2O3 CO气体传感器的性能与机理研究

为了探讨氧化铟气体传感器的CO气敏性能和气敏机理,分别用化学沉淀法和浸渍法制备了未掺杂和金掺杂的氧化铟气敏材料,利用XRD和TEM对合成产物进行了表征.采用静态配气法测试了合成材料的气敏性能,利用气相色谱在线测试了CO在气敏材料表面的催化氧化产物,根据气敏性能与催化氧化结果研究了金掺杂氧化铟的气敏机理.实验结果表明:以2%质量比的金掺杂氧化铟对一氧化碳的反应有较高的灵敏度和选择性.根据金掺杂氧化铟对CO的催化氧化性能与气敏性能基本一致的结果,提出了金对氧化铟的CO增敏机理为化学增敏作用.     

纳米LaFeO3的制备及H2S气敏性能研究

以无机物K3[Fe(CN)6]和La(NO3)3·nH2O为原料,用热分解配合物前驱体法制备了LaFeO3纳米粉体.用X-射线粉末衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相、形貌进行了表征.本工作还以沉淀法相同温度条件下煅烧出的LaFeO3作了对比.结果显示:热分解法在煅烧温度为700℃即可生成纳米晶LaFeO3,TEM显示产物为均匀的椭球形颗粒,充分表明该方法制备的材料具有良好分散性,且纯度较高.将合成材料制备成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:合成材料对H2S具有高的灵敏度和选择性,在192℃工作时,对35μL/L H2S气体的灵敏度可达72倍.     

紫光激发提高ZnO基半导体气敏传感器的敏感性能

以激光-感应复合加热法制备的纳米ZnO粉末为气敏基料,制作厚膜型的管状气敏元件,采用紫光(波长为370～395nm)激发,对无水乙醇进行了静态配气法的气敏性能测试.结果表明在紫光激发下,ZnO基半导体气敏传感器在较低的工作温度条件下对无水乙醇具有较好的气敏性能,而且随着紫光光强的增大,气敏性能提高.     

掺杂合成纳米α-Fe_2O_3粉体及其气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备Eu2O3-Fe2O3(Eu2O3的质量分数为0~7%)纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,并进行了气敏性能测试。结果表明:合成的产物颗粒均匀、粒径细小。其中,质量分数为5%Eu2O3的烧结型气敏元件在145℃条件下对H2S有较高的灵敏度、较好的选择性及响应恢复特性,线性检测范围较宽,有望研制成气敏性能较为优异的H2S敏感材料。     

花状WO3纳米结构的水热合成及其甲醛气敏研究

采用中温水热法合成了三维花状WO3纳米结构,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相成分及微观形貌进行了表征。同时基于合成的花状WO3纳米材料制备了气敏元件,测试了其在200℃的最佳工作温度下,对体积分数为40×10^-6的HCHO气体的气敏性能。结果表明,该气敏元件对HCHO气体有优异的选择性及稳定性,同时对HCHO气体灵敏度可达18.57。     

掺入SiO2纳米颗粒对厚膜ZnO气敏传感器气敏性能的影响

利用丝网印刷技术,制备出掺入SiO2和未掺入SiO2的ZnO厚膜气敏传感器,测试对甲醇和乙醇的气敏性能,并用场发射扫描电子显微镜(FESEM)来分析表征气敏膜的微观形貌。结果表明SiO2的掺人有效地抑制了ZnO晶粒的长大。在工作温度为400～450℃时,SiO2的掺入显著提高了ZnO厚膜气敏传感器对甲醇和乙醇的敏感度,...     

孪连柱状ZnO的水热合成及其气敏性能研究

采用水热法合成了孪连柱状ZnO纳米粉体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(IR)和X-射线光电子能谱仪(XPS)等对产物的物相、微观形貌、表面化学键及化学组分进行了表征与分析,并用静态配气法测试了其厚膜型元件的气敏性质,结果表明,产物属于纤锌矿型六方晶系的ZnO,平均直径约300 nm,长约500 nm,其厚膜型元件在工作温度为395℃时对体积分数为100×10-6乙醇和丙酮气体能快速响应,灵敏度分别达到了14.4和29.4,特别是对丙酮气体具有较好的选择性。     

基于高通量筛选的高性能NO_x气敏材料研究

以SnO_2,BaTiO_3,ZnO为原材料设计一组材料体系,利用气敏膜并行合成仪并行制备45种气敏膜,通过高通量气敏性能无人测试仪表征气敏性能,筛选出对氮氧化物(NO_x)气体敏感性、选择性较好的材料。通过对NO,NO_2,苯、甲醛、CO、乙醇气体的气敏性能测试,发现当SnO_2和BaTiO_3按摩尔比6∶2复合时,在200℃时对500×10~(-9)NO,500×10~(-9)NO_2响应值分别有142,113.4,且具有较好的选择性。最后,对SnO_2—BaTiO_3复合材料如何提升传感器性能进行了讨论。     

热氧化纳米Zn制备ZnO厚膜及其气敏特性的研究

以激光-感应复合加热法制备的纳米Zn为气敏基料,以蒸馏水为粘结剂,用空气电阻炉在600℃氧化烧结2 h,在Al2O3陶瓷管上制备了旁热式厚膜气敏元件.然后进行了XRD检测和SEM电镜观察,以静态配汽法作气敏性能的测试.结果表明:ZnO形成了由纳米棒、纳米薄片组成的带空隙的厚膜,其颗粒形貌和膜结构能够承受气敏性能测试的温度冲击而保持稳定,对VOCs具有较好的气体敏感性.     

CdSnO3纳米材料的室温固相合成及其气敏特性研究

以无机盐为原料,在遵守热力学限制的前提下,采用室温固相化学反应法合成了复合氧化物CdSnO3,X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等表征结果表明,固相反应完全,产物为β-CdSnO3,其粒径为30 nm左右,与传统方法相比,该法降低了CdSnO3的物相形成温度.气敏性能测试结果表明,以该法合成的CdSnO3为基体的气敏元件,对体积分数0.005%酒精的灵敏度高达63.6倍,抗干扰能力强,响应-恢复快,为应用前景良好的酒敏材料.     

纳米SmFeO3的合成及其H2S敏感特性研究

以无机物K3[Fe(CN)6]和Sm2O3为原料,用热分解配合物前驱体法制备了复合氧化物SmFeO3纳米粉体.用X-射线粉末衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相、形貌进行了表征.结果显示:热分解法在煅烧温度为600℃即可生成纳米晶SmFeO3,TEM显示产物为均匀的椭球形颗粒,充分表明该方法制备的材料具有良好分散性,且纯度较高.将合成材料制备成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:合成材料对H2S具有高的灵敏度和选择性,在最佳工作电压4 V时对50μL/L H2S气体的灵敏度可达21.3倍,相对干扰气体C2H5OH来讲其选择性系数为4.44倍.而且响应很快,约2 s,但恢复稍慢,40 s左右.     

掺杂CuO微纳米材料及其低温气敏性能的研究

采用水浴加热法合成CuO微米颗粒,并用Au、Ag和Cr元素进行掺杂。通过扫描电镜和X射线衍射仪对产物的形貌及组成进行表征,并将合成的粉体制成敏感膜,采用静态配气法对产物气敏性能进行研究。实验结果表明:制备合成的CuO颗粒呈微米片聚合成的橄榄或捧花状,尺寸范围在2μm～3μm;所有样品的XRD图谱与标准卡片一致;微米CuO的气敏性能随着测试温度的降低而提高。气敏测试表明:掺杂1.25 wt%Au的CuO对10×10^-6的H_2S气敏性能最好,最佳工作温度降低至40℃,响应值达到128,具有良好的选择性;此外,该传感器的最低检测下限达到100×10^-9,具有较好的重复性和长期稳定性,有望制备出低功耗H_2S气体传感器。     

纳米材料SnO_2的室温固相合成及其气敏特性

以无机物SnCl4 ·5H2 O、Na2 CO3 (摩尔比 1:2 )为原料 ,室温下研磨 ,使其发生固相化学反应 ,制得SnO2 ,采用X -射线衍射技术 (XRD)和透射电子显微镜 (TEM)等测试手段对材料的物相和微观结构进行了分析 ,结果表明 ,所得产物为理论产物 ,且平均粒径约为 2 5nm ;采用HWC - 30A汉威气敏元件测试系统对材料的气敏性能进行了测试 ,结果表明 ,该材料制成的烧结型元件对可燃性气体有很高的灵敏度 ,通过控制工作温度可提高元件的选择性     

ZnSnO_3纳米粉体的制备及气敏特性

以Sn粒和Zn粒为原料,在柠檬酸体系中,用溶胶—凝胶法合成了纳米ZnSnO3粉体。用XRD,TEM对产物的组成、粒径大小、形貌进行了表征。结果表明:产物为平均粒径10 nm左右的圆球形颗粒。采用静态配气法测试了不同烧结温度下材料对还原性气体的气敏性能,发现元件对乙醇、丙酮和H2S气体均有良好的检测性能。特别是煅烧温度在600℃的纳米ZnSnO3材料在最佳工作温度为360℃时对体积分数为50×10-6的丙酮的电阻比值达69,响应—恢复特性良好,响应时间和恢复时间分别为10 s和5 s。     

NiO/SnO2纳米复合粉体的制备及其气敏性能的研究

利用化学共沉淀法制备出NiO掺杂SnO2复合粉体,用X射线衍射仪(XRD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对样品的组成、粒径、形貌进行了表征,并对样品的气敏性能进行了测试,结果表明:该复合粉体对甲醛的灵敏度较好,并在工作温度为95℃时对乙醇有较好的选择性.     

纳米α-Fe2O3的微波合成及其H2S敏感特性研究

以FeCl3·6H2O为原料,采用微波水解法,在三乙醇胺作用下合成了α-Fe2O3.X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜表征结果表明:合成产物为纯a-Fe2O3,其粒径30 nm左右.气敏性能测试结果表明,以该法合成的α-Fe2O3为基体的气敏元件,对低浓度的H2S灵敏度也很高,5×10-6时达21.5倍、2×10-6时达16.4倍,而且响应恢复快,为应用前景良好的H2S敏感材料.     

CdS纳米材料的制备及气敏性能研究

采用室温固相反应法制备了纳米CdS粉体。用X射线衍射仪(XRD)对产物进行物相分析,投射电镜(TEM)对产物的形貌、大小进行了表征。结果表明:CdS在608℃以下能在空气中稳定存在,采用静态配气法测定了材料的气敏性能,发现CdS对C2H5OH有很高的灵敏度与选择性,是一种有较好的应用前景的气敏材料。     

柠檬酸体系中SmFeO_3的合成及酒敏特性

以Sm2O3,Fe(NO3)3·9H2O,硝酸为原料,在柠檬酸体系中用溶胶凝胶法合成了具有钙钛矿结构的稀土复合氧化物SmFeO3;用XRD,TEM对产物的组成、大小、形貌进行了表征;结果表明,产物为纳米颗粒,平均粒径为30nm左右,且颗粒均匀。另外还采用静态配气法测试了材料的气敏性能,发现SmFeO3对乙醇有很高的灵敏度,且抗干扰能力强,有较好的应用前景。